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特表2023-535712ミトコンドリア機能の向上およびミトコンドリア疾患の治療のための化合物の新規治療的用途
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-08-21
(54)【発明の名称】ミトコンドリア機能の向上およびミトコンドリア疾患の治療のための化合物の新規治療的用途
(51)【国際特許分類】
A61K 31/7048 20060101AFI20230814BHJP
A61P 43/00 20060101ALI20230814BHJP
A61K 31/57 20060101ALI20230814BHJP
A61K 31/4422 20060101ALI20230814BHJP
A61K 31/519 20060101ALI20230814BHJP
A61K 31/444 20060101ALI20230814BHJP
A61P 27/02 20060101ALI20230814BHJP
A61P 27/16 20060101ALI20230814BHJP
A61P 25/00 20060101ALI20230814BHJP
A61P 9/10 20060101ALI20230814BHJP
A61P 3/10 20060101ALI20230814BHJP
A61P 21/00 20060101ALI20230814BHJP
【ＦＩ】
A61K31/7048
A61P43/00 107
A61K31/57
A61K31/4422
A61K31/519
A61K31/444
A61P27/02
A61P27/16
A61P25/00
A61P9/10
A61P3/10
A61P21/00
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023504403
(86)(22)【出願日】2021-07-28
(85)【翻訳文提出日】2023-01-20
(86)【国際出願番号】 KR2021009824
(87)【国際公開番号】W WO2022025635
(87)【国際公開日】2022-02-03
(31)【優先権主張番号】63/057,992
(32)【優先日】2020-07-29
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】521544539
【氏名又は名称】スタンダイム インコーポレイテッド
【氏名又は名称原語表記】ＳＴＡＮＤＩＧＭ ＩＮＣ．
(71)【出願人】
【識別番号】301040958
【氏名又は名称】ザ・チルドレンズ・ホスピタル・オブ・フィラデルフィア
【氏名又は名称原語表記】ＴＨＥ ＣＨＩＬＤＲＥＮ’Ｓ ＨＯＳＰＩＴＡＬ ＯＦ ＰＨＩＬＡＤＥＬＰＨＩＡ
(74)【代理人】
【識別番号】100107456
【弁理士】
【氏名又は名称】池田 成人
(74)【代理人】
【識別番号】100162352
【弁理士】
【氏名又は名称】酒巻 順一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100123995
【弁理士】
【氏名又は名称】野田 雅一
(72)【発明者】
【氏名】ソ， ミンヨン
(72)【発明者】
【氏名】キム， ジンハン
(72)【発明者】
【氏名】ソン， サン オク
(72)【発明者】
【氏名】ジン， サンヒュン
(72)【発明者】
【氏名】フォーク， マーニ
(72)【発明者】
【氏名】ヨン， ヒヨン
(72)【発明者】
【氏名】シャー， ブーミ
(72)【発明者】
【氏名】オギソ， エイコ
【テーマコード（参考）】
4C086
【Ｆターム（参考）】
4C086AA01
4C086AA02
4C086BC17
4C086BC26
4C086CB22
4C086DA10
4C086EA11
4C086GA14
4C086NA14
4C086ZA01
4C086ZA22
4C086ZA33
4C086ZA34
4C086ZA36
4C086ZA94
4C086ZB22
4C086ZC35
(57)【要約】
ミトコンドリア機能を向上させ、ミトコンドリア疾患を治療するための化合物の新規治療的用途は、人工知能（ＡＩ）－基盤のインシリコアプローチによって発見され、ミトコンドリア疾患モデルにおいてインビトロおよびインビボ動物モデルの研究によって検証された。ミトコンドリア機能を向上させ／させるか、ミトコンドリア疾患を治療する方法は、活性化合物をミトコンドリア機能の向上および／またはミトコンドリア疾患の治療を必要とする対象体に投与する段階を含む。
【選択図】図１Ａ
【選択図】図１Ａ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ミトコンドリア機能の向上を必要とする対象体において、ミトコンドリア機能を向上させる方法であって、ジョサマイシン（ｊｏｓａｍｙｃｉｎ）、シプロテロン（ｃｙｐｒｏｔｅｒｏｎｅ）、シルニジピン（ｃｉｌｎｉｄｉｐｉｎｅ）、フェロジピン（ｆｅｌｏｄｉｐｉｎｅ）、トラピジル（ｔｒａｐｉｄｉｌ）、メチラポン（ｍｅｔｙｒａｐｏｎｅ）、およびその薬学的に許容可能な塩からなる群から選択された１つ以上の化合物の有効量を前記対象体に投与する段階を含む、方法。
【請求項2】
シプロテロンの薬学的に許容可能な塩がアセテートである、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
ミトコンドリア機能の向上が下記（ｉ）～（ｖｉ）からなる群から選択された１つ以上のイベントである、請求項１に記載の方法。前記１つの以上の化合物の投与前と比較して、
（ｉ）細胞生存力の向上と、
（ｉｉ）細胞内ＡＴＰ含有量の増加と、
（ｉｉｉ）ミトコンドリア膜電位の増加と、
（ｉｖ）ミトコンドリア反応性酸素種（ＲＯＳ）の減少と、
（ｖ）細胞内ＲＯＳの減少と、
（ｖｉ）ミトコンドリアストレスの減少。
【請求項4】
ミトコンドリア機能の向上が下記（ｉ）～（ｉｖ）からなる群から選択された１つ以上のイベントである、請求項１に記載の方法。前記１つの以上の化合物の投与前と比較して、
（ｉ）寿命の増加と、
（ｉｉ）神経活動の向上と、
（ｉｉｉ）運動活動の向上と、
（ｉｖ）成長の向上。
【請求項5】
ミトコンドリア疾患の治療を必要とする対象体において、ミトコンドリア機能を向上することによってミトコンドリア疾患を治療する方法であって、ジョサマイシン、シプロテロン、シルニジピン、フェロジピン、トラピジル、メチラポン、およびその薬学的に許容可能な塩からなる群から選択された１つ以上の化合物の有効量を前記対象体に投与する段階を含むものである、方法。
【請求項6】
シプロテロンの薬学的に許容可能な塩がアセテートである、請求項５に記載の方法。
【請求項7】
前記ミトコンドリア疾患がレーベル遺伝性視神経症（Ｌｅｂｅｒ ｈｅｒｅｄｉｔａｒｙ ｏｐｔｉｃ ｎｅｕｒｏｐａｔｈｙ；ＬＨＯＮ）、ミトコンドリアミオパチー、脳症、乳酸アシドーシス、および脳卒中－様エピソード（ｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａｌ ｍｙｏｐａｔｈｙ， ｅｎｃｅｐｈａｌｏｐａｔｈｙ， ｌａｃｔｉｃ ａｃｉｄｏｓｉｓ ａｎｄ ｓｔｒｏｋｅ－ｌｉｋｅ ｅｐｉｓｏｄｅｓ；ＭＥＬＡＳ）症候群、ミトコンドリア複合体Ｉ欠乏、ミトコンドリア複合体ＩＩ欠乏、ミトコンドリア複合体ＩＩＩ欠乏、ミトコンドリア複合体ＩＶ欠乏、ミトコンドリア複合体Ｖ欠乏、リー症候群（Ｌｅｉｇｈ ｓｙｎｄｒｏｍｅ）、常染色体優性視神経萎縮症（ａｕｔｏｓｏｍａｌ ｄｏｍｉｎａｎｔ ｏｐｔｉｃ ａｔｒｏｐｈｙ；ＡＤＯＡ）、脳幹および脊髄侵入および乳酸上昇を含む白質脳症（ｌｅｕｋｏｅｎｃｅｐｈａｌｏｐａｔｈｙ ｗｉｔｈ ｂｒａｉｎ ｓｔｅｍ ａｎｄ ｓｐｉｎａｌ ｃｏｒｄ ｉｎｖｏｌｖｅｍｅｎｔ ａｎｄ ｌａｃｔａｔｅ ｅｌｅｖａｔｉｏｎ； ＬＢＳＬ）、ルフト疾患（Ｌｕｆｔ ｄｉｓｅａｓｅ）、複合アシル－ＣｏＡ脱水素酵素（ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｙｌ－ＣｏＡ ｄｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｓｅ；ＭＡＤ）欠乏、ミトコンドリアエノイルＣｏＡ還元酵素タンパク質－関連神経変性（ｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａｌ ｅｎｏｙｌ ＣｏＡ ｒｅｄｕｃｔａｓｅ ｐｒｏｔｅｉｎ－ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ ｎｅｕｒｏｄｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ；ＭＥＰＡＮ）症候群、ミトコンドリアＤＮＡ枯渇症、ミトコンドリア脳症、ピルビン酸カルボキシラーゼ欠乏、ミトコンドリアミオパチー、フリードライヒ運動失調症（Ｆｒｉｅｄｒｅｉｃｈ’ｓ ａｔａｘｉａ）、バルト症候群（Ｂａｒｔｈ ｓｙｎｄｒｏｍｅ）、致死性乳児心臓脳筋症（ｆａｔａｌ ｉｎｆａｎｔｉｌｅ ｃａｒｄｉｏｅｎｃｅｐｈａｌｏｍｙｏｐａｔｈｙ）、シャルコー－マリー－トゥース疾患（Ｃｈａｒｃｏｔ－Ｍａｒｉｅ－Ｔｏｏｔｈ ｄｉｓｅａｓｅ）、乳児乳酸アシドーシス、先天性乳酸アシドーシス（ｃｏｎｇｅｎｉｔａｌ ｌａｃｔｉｃ ａｃｉｄｏｓｉｓ；ＣＬＡ）、慢性乳酸アシドーシス、カーンズ－セイヤー症候群（Ｋｅａｒｎｓ－Ｓａｙｒｅ ｓｙｎｄｒｏｍｅ；ＫＳＳ）、ミトコンドリア遺伝性糖尿病および難聴（ｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａｌｌｙ ｉｎｈｅｒｉｔｅｄ ｄｉａｂｅｔｅｓ ａｎｄ ｄｅａｆｎｅｓｓ；ＭＩＤＤ）、アルパーズ－ハッテンロハー症候群（Ａｌｐｅｒｓ－Ｈｕｔｔｅｎｌｏｃｈｅｒ ｓｙｎｄｒｏｍｅ；ＡＨＳ）、小児期筋大脳肝症スペクトラム（ｃｈｉｌｄｈｏｏｄ ｍｙｏｃｅｒｅｂｒｏｈｅｐａｔｏｐａｔｈｙ ｓｐｅｃｔｒｕｍ；ＭＣＨＳ）、運動失調ニューロパチースペクトラム（ａｔａｘｉａ ｎｅｕｒｏｐａｔｈｙ ｓｐｅｃｔｒｕｍ；ＡＮＳ：ミトコンドリア劣性運動失調症候群（ｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａｌ ｒｅｃｅｓｓｉｖｅ ａｔａｘｉａ ｓｙｎｄｒｏｍｅ；ＭＩＲＡＳ）および感覚性運動失調ニューロパチー構音障害および眼筋麻痺（ｓｅｎｓｏｒｙ ａｔａｘｉａ ｎｅｕｒｏｐａｔｈｙ ｄｙｓａｒｔｈｒｉａ ａｎｄ ｏｐｈｔｈａｌｍｏｐｌｅｇｉａ；ＳＡＮＤＯ）であって、以前に指称）、ミオクローヌスてんかんミオパチー感覚性運動失調（ｍｙｏｃｌｏｎｉｃ ｅｐｉｌｅｐｓｙ ｍｙｏｐａｔｈｙ ｓｅｎｓｏｒｙ ａｔａｘｉａ；ＭＥＭＳＡ：てんかんを伴う脊髄小脳性運動失調（ｓｐｉｎｏｃｅｒｅｂｅｌｌａｒ ａｔａｘｉａ ｗｉｔｈ ｅｐｉｌｅｐｓｙ；ＳＣＡＥ）であって、以前に指称）、センジャーズ症候群（Ｓｅｎｇｅｒｓ ｓｙｎｄｒｏｍｅ）、ＭＥＧＤＥＬ症候群（難聴、脳症、およびリー－様症候群を含む３－メチルグルタコン酸尿症（３－ｍｅｔｈｙｌｇｌｕｔａｃｏｎｉｃ ａｃｉｄｕｒｉａ ｗｉｔｈ ｄｅａｆｎｅｓｓ， ｅｎｃｅｐｈａｌｏｐａｔｈｙ ａｎｄ Ｌｅｉｇｈ－ｌｉｋｅ ｓｙｎｄｒｏｍｅ）としても知られる）、ピアソン症候群（Ｐｅａｒｓｏｎ ｓｙｎｄｒｏｍｅ）、不規則な赤色ぼろ線維を有するミオクローヌスてんかん（ｍｙｏｃｌｏｎｉｃ ｅｐｉｌｅｐｓｙ ｗｉｔｈ ｒａｇｇｅｄ ｒｅｄ ｆｉｂｅｒｓ；ＭＥＲＲＦ）、神経性筋肉の弱化、運動失調、および色素性網膜炎（ｎｅｕｒｏｇｅｎｉｃ ｍｕｓｃｌｅ ｗｅａｋｎｅｓｓ， ａｔａｘｉａ ａｎｄ ｒｅｔｉｎｉｔｉｓ ｐｉｇｍｅｎｔｏｓａ；ＮＡＲＰ）、慢性進行性外眼筋麻痺（ｃｈｒｏｎｉｃ ｐｒｏｇｒｅｓｓｉｖｅ ｅｘｔｅｒｎａｌ ｏｐｈｔｈａｌｍｏｐｌｅｇｉａ；ＣＰＥＯ)、ミトコンドリア神経胃腸管脳筋症（ｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａｌ ｎｅｕｒｏｇａｓｔｒｏｉｎｔｅｓｔｉｎａｌ ｅｎｃｅｐｈａｌｏｐａｔｈｙ；ＭＮＧＩＥ）症候群、カルニチン欠乏、カルニチン－アシルカルニチントランスロカーゼ（ｃａｒｎｉｔｉｎｅ－ａｃｙｌｃａｒｎｉｔｉｎｅ ｔｒａｎｓｌｏｃａｓｅ；ＣＡＣＴ）欠乏、カルニチンパルミトイルトランスフェラーゼ１Ａ（ｃａｒｎｉｔｉｎｅ ｐａｌｍｉｔｏｙｌ ｔｒａｎｓｆｅｒａｓｅ １ａ；ＣＰＴ Ｉ）欠乏、カルニチンパルミトイルトランスフェラーゼ（ｃａｒｎｉｔｉｎｅ ｐａｌｍｉｔｏｙｌ ｔｒａｎｓｆｅｒａｓｅ；ＣＰＴ ＩＩ）欠乏、クレアチン欠乏症候群、グアニジノ酢酸メチルトランスフェラーゼ（ｇｕａｎｉｄｉｎｏａｃｅｔａｔｅ ｍｅｔｈｙｌｔｒａｎｓｆｅｒａｓｅ；ＧＡＭＴ）欠乏を含むクレアチン欠乏症候群、Ｌ－アルギニン：グリシンアミジノトランスフェラーゼ（Ｌ－ａｒｇｉｎｉｎｅ：ｇｌｙｃｉｎｅ ａｍｉｄｉｎｏｔｒａｎｓｆｅｒａｓｅ；ＡＧＡＴ）欠乏、クレアチントランスポーター欠乏（ＳＬＣ６Ａ８－関連クレアチントランスポーター欠乏を含む）、チミジンキナーゼ２欠乏（ｔｈｙｍｉｄｉｎｅ ｋｉｎａｓｅ ２ ｄｅｆｉｃｉｅｎｃｙ；ＴＫ２Ｄ）、ピルビン酸脱水素酵素複合体欠乏（ｐｙｒｕｖａｔｅ ｄｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｓｅ ｃｏｍｐｌｅｘ ｄｅｆｉｃｉｅｎｃｙ；ＰＤＣＤ）、脂肪酸酸化障害（ｆａｔｔｙ ａｃｉｄ ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ｄｉｓｏｒｄｅｒｓ；ＦＡＯＤ）、アシル－ＣｏＡ脱水素酵素９（ａｃｙｌ－ＣｏＡ ｄｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｓｅ；ＡＣＡＤ９）欠乏を含む脂肪酸酸化障害、複合アシル－ＣｏＡ脱水素酵素欠乏（ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｙｌ－ＣｏＡ ｄｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｓｅ ｄｅｆｉｃｉｅｎｃｙ；ＭＡＤＤ）、長鎖アシル－ＣｏＡ脱水素酵素（ｌｏｎｇ－ｃｈａｉｎ ａｃｙｌ－ＣｏＡ ｄｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｓｅ；ＬＣＡＤ）欠乏、長鎖３－ヒドロキシアシル－ＣｏＡ脱水素酵素（ｌｏｎｇ－ｃｈａｉｎ ３－ｈｙｄｒｏｘｙａｃｙｌ－ＣｏＡ ｄｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｓｅ；ＬＣＨＡＤ)欠乏、中鎖アシル－ＣｏＡ脱水素酵素（ｍｅｄｉｕｍ－ｃｈａｉｎ ａｃｙｌ－ＣｏＡ ｄｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｓｅ；ＭＣＡＤ）欠乏、短鎖アシル－ＣｏＡ脱水素酵素（ｓｈｏｒｔ－ｃｈａｉｎ ａｃｙｌ－ＣｏＡ ｄｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｓｅ；ＳＣＡＤ）欠乏、短鎖３－ヒドロキシアシル－ＣｏＡ脱水素酵素（ｓｈｏｒｔ－ｃｈａｉｎ ３－ｈｙｄｒｏｘｙａｃｙｌ－ＣｏＡ ｄｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｓｅ；ＳＣＨＡＤ）欠乏、極長鎖アシル－ＣｏＡ脱水素酵素（ｖｅｒｙ ｌｏｎｇ－ｃｈａｉｎ ａｃｙｌ－ＣｏＡ ｄｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｓｅ；ＶＬＣＡＤ）欠乏、コ－エンザイムＱ１０欠乏、および多発性ミトコンドリア機能障害症候群からなる群から選択された１つ以上を含む、請求項５に記載の方法。
【請求項8】
ミトコンドリア機能の向上を必要とする対象体において、ミトコンドリア機能を向上させ／させるか、ミトコンドリア疾患の治療を必要とする対象体において、ミトコンドリア機能を向上させることによってミトコンドリア疾患を治療するための組成物であって、前記組成物は、活性成分として、ジョサマイシン、シプロテロン、シルニジピン、フェロジピン、トラピジル、メチラポン、およびその薬学的に許容可能な塩からなる群から選択された１つ以上の化合物を含み、ここで、前記組成物の有効量が対象体に投与される、組成物。
【請求項9】
前記活性成分がシプロテロンアセテートである、請求項８に記載の組成物。
【請求項10】
ミトコンドリア機能の向上が、下記（ｉ）～（ｖｉ）からなる群から選択された１つ以上のイベントである、請求項８に記載の組成物。前記１つ以上の化合物の投与前と比較して、
（ｉ）細胞生存力の向上と、
（ｉｉ）細胞内ＡＴＰ含有量の増加と、
（ｉｉｉ）ミトコンドリア膜電位の増加と、
（ｉｖ）ミトコンドリア反応性酸素種（ＲＯＳ）の減少と、
（ｖ）細胞内ＲＯＳの減少と、
（ｖｉ）ミトコンドリアストレスの減少。
【請求項11】
ミトコンドリア機能の向上が下記（ｉ）～（ｉｖ）からなる群から選択された１つ以上のイベントである、請求項８に記載の組成物。前記１つ以上の化合物の投与前と比較して、
（ｉ）寿命の増加と、
（ｉｉ）神経活動の向上と、
（ｉｉｉ）自発運動活動の向上と、
（ｉｖ）成長の向上。
【請求項12】
前記ミトコンドリア疾患が、レーベル遺伝性視神経症（ＬＨＯＮ）、ミトコンドリアミオパチー、脳症、乳酸アシドーシス、および脳卒中－様エピソード（ＭＥＬＡＳ）症候群、ミトコンドリア複合体Ｉ欠乏、ミトコンドリア複合体ＩＩ欠乏、ミトコンドリア複合体ＩＩＩ欠乏、ミトコンドリア複合体ＩＶ欠乏、ミトコンドリア複合体Ｖ欠乏、リー症候群、常染色体優性視神経萎縮症（ＡＤＯＡ）、脳幹および脊髄侵入および乳酸上昇を含む白質脳症（ＬＢＳＬ）、ルフト疾患、複合アシル－ＣｏＡ脱水素酵素（ＭＡＤ）欠乏、ミトコンドリアエノイルＣｏＡ還元酵素タンパク質－関連神経変性（ＭＥＰＡＮ）症候群、ミトコンドリアＤＮＡ枯渇症、ミトコンドリア脳症、ピルビン酸カルボキシラーゼ欠乏、ミトコンドリアミオパチー、フリードライヒ運動失調、バルト症候群、致死性乳児心臓脳筋症、シャルコー－マリー－トゥース疾患、乳児乳酸アシドーシス、先天性乳酸アシドーシス（ＣＬＡ）、慢性乳酸アシドーシス、カーンズ－セイヤー症候群（ＫＳＳ）、ミトコンドリア遺伝性糖尿病および難聴（ＭＩＤＤ）、アルパーズ－ハッテンロハー症候群（ＡＨＳ）、小児期筋大脳肝症スペクトラム（ＭＣＨＳ）、運動失調ニューロパチースペクトラム（ＡＮＳ；ミトコンドリア劣性運動失調症候群（ＭＩＲＡＳ）および感覚性運動失調ニューロパチー構音障害および眼筋麻痺（ＳＡＮＤＯ）であって、以前に指称）、ミオクローヌスてんかんミオパチー感覚性運動失調（ＭＥＭＳＡ：てんかんを伴う脊髄小脳性運動失調（ＳＣＡＥ）であって、以前に指称）、センジャーズ症候群、ＭＥＧＤＥＬ症候群（難聴、脳症、およびリー－様症候群を含む３－メチルグルタコン酸尿症としても知られる）、ピアソン症候群、不規則な赤色ぼろ線維を有するミオクローヌスてんかん（ＭＥＲＲＦ）、神経性筋肉の弱化、運動失調および色素性網膜炎（ＮＡＲＰ）、慢性進行性外眼筋麻痺（ＣＰＥＯ)、ミトコンドリア神経胃腸管脳筋症（ＭＮＧＩＥ）症候群、カルニチン欠乏、カルニチン－アシルカルニチントランスロカーゼ（ＣＡＣＴ）欠乏、カルニチンパルミトイルトランスフェラーゼ１Ａ（ＣＰＴ Ｉ）欠乏、カルニチンパルミトイルトランスフェラーゼ（ＣＰＴ ＩＩ）欠乏、クレアチン欠乏症候群、グアニジノ酢酸メチルトランスフェラーゼ（ＧＡＭＴ）欠乏を含むクレアチン欠乏症候群、Ｌ－アルギニン：グリシンアミジノトランスフェラーゼ（ＡＧＡＴ）欠乏、クレアチントランスポーター欠乏（ＳＬＣ６Ａ８－関連クレアチントランスポーター欠乏を含む）、チミジンキナーゼ２欠乏（ＴＫ２Ｄ）、ピルビン酸脱水素酵素複合体欠乏（ＰＤＣＤ）、脂肪酸酸化障害（ＦＡＯＤ）、アシル－ＣｏＡ脱水素酵素９（ＡＣＡＤ９）欠乏を含む脂肪酸酸化障害、複合アシル－ＣｏＡ脱水素酵素欠乏（ＭＡＤＤ）、長鎖アシル－ＣｏＡ脱水素酵素（ＬＣＡＤ）欠乏、長鎖３－ヒドロキシアシル－ＣｏＡ脱水素酵素（ＬＣＨＡＤ)欠乏、中鎖アシル－ＣｏＡ脱水素酵素（ＭＣＡＤ）欠乏、短鎖アシル－ＣｏＡ脱水素酵素（ＳＣＡＤ）欠乏、短鎖３－ヒドロキシアシル－ＣｏＡ脱水素酵素（ＳＣＨＡＤ）欠乏、極長鎖アシル－ＣｏＡ脱水素酵素（ＶＬＣＡＤ）欠乏、コ－エンザイムＱ１０欠乏、および多発性ミトコンドリア機能障害症候群からなる群から選択された１つ以上を含む、請求項８に記載の組成物。【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願に関する相互参照
【0002】
本出願は、２０２０年７月２９日に出願された米国仮出願第６３／０５７，９９２号に関する利益および優先権を主張し、その内容は、その全体が本願の参照として援用される。
【0003】
技術分野
【0004】
本技術は、一般的にミトコンドリア機能を向上させ、ミトコンドリア疾患を治療するための化合物の新規の治療的用途に関する。
【背景技術】
【0005】
ミトコンドリアは、大部分の真核細胞に存在する細胞小器官であり、その主な機能は、グルコースまたは脂肪酸の代謝に由来したエネルギーがアデノシン三リン酸（ＡＴＰ）に変換される工程である酸化的リン酸化である。続いて、ＡＴＰは、多様なエネルギーを必要とする生合成反応およびその他の代謝活動を駆動することに使用される。細胞ＡＴＰ生成のほかにも、ミトコンドリアは、他の細胞機能、例えば、細胞恒常性、シグナリング経路、およびステロイド合成にも関与する。
【0006】
ミトコンドリア機能障害によって発生する疾患は、例えば、非制限的にミトコンドリア膜電位の機能不全によるミトコンドリア膨張、酸化的ストレスによる、例えば、反応性酸素種（ＲＯＳ）またはフリーラジカルの作用による機能的疾患、遺伝的突然変異による機能的疾患、およびエネルギー生産のための酸化的リン酸化メカニズムの機能的欠乏による疾患を含み得る。
【0007】
ミトコンドリアは、年を取ることによって悪化し、細胞呼吸能力を失い、ミトコンドリアＤＮＡ（ｍｔＤＮＡ）に対する損傷が蓄積し、過剰な量のＲＯＳを生産する。
【0008】
ミトコンドリア疾患（またはミトコンドリア機能障害に関連する病理学的病態）のメカニズムは、今日まで明確に理解されなかった。最近の証拠は、複数の疾患、例えば、レーベル遺伝性視神経症（Ｌｅｂｅｒ ｈｅｒｅｄｉｔａｒｙ ｏｐｔｉｃ ｎｅｕｒｏｐａｔｈｙ；ＬＨＯＮ）、ミトコンドリアミオパチー、脳症、乳酸アシドーシス、および脳卒中様発作（ｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａｌ ｍｙｏｐａｔｈｙ， ｅｎｃｅｐｈａｌｏｐａｔｈｙ， ｌａｃｔｉｃ ａｃｉｄｏｓｉｓ ａｎｄ ｓｔｒｏｋｅ－ｌｉｋｅ ｅｐｉｓｏｄｅｓ；ＭＥＬＡＳ）症候群、ミトコンドリア複合体Ｉ欠乏、ミトコンドリア複合体ＩＩ欠乏、ミトコンドリア複合体ＩＩＩ欠乏、ミトコンドリア複合体ＩＶ欠乏、ミトコンドリア複合体Ｖ欠乏、リー症候群（Ｌｅｉｇｈ ｓｙｎｄｒｏｍｅ）、常染色体優性視神経萎縮症（ａｕｔｏｓｏｍａｌ ｄｏｍｉｎａｎｔ ｏｐｔｉｃ ａｔｒｏｐｈｙ；ＡＤＯＡ）、脳幹および脊髄侵入および乳酸上昇を含む白質脳症（ｌｅｕｋｏｅｎｃｅｐｈａｌｏｐａｔｈｙ ｗｉｔｈ ｂｒａｉｎ ｓｔｅｍ ａｎｄ ｓｐｉｎａｌ ｃｏｒｄ ｉｎｖｏｌｖｅｍｅｎｔ ａｎｄ ｌａｃｔａｔｅ ｅｌｅｖａｔｉｏｎ； ＬＢＳＬ）、ルフト疾患（Ｌｕｆｔ ｄｉｓｅａｓｅ）、複合アシル－ＣｏＡ脱水素酵素（ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｙｌ－ＣｏＡ ｄｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｓｅ；ＭＡＤ）欠乏、ミトコンドリアエノイルＣｏＡ還元酵素タンパク質－関連神経変性（ｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａｌ ｅｎｏｙｌ ＣｏＡ ｒｅｄｕｃｔａｓｅ ｐｒｏｔｅｉｎ－ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ ｎｅｕｒｏｄｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ；ＭＥＰＡＮ）症候群、ミトコンドリアＤＮＡ枯渇症、ミトコンドリア脳症、ピルビン酸カルボキシラーゼ欠乏、ミトコンドリアミオパチー、フリードライヒ運動失調症（Ｆｒｉｅｄｒｅｉｃｈ’ｓ ａｔａｘｉａ）、バルト症候群（Ｂａｒｔｈ ｓｙｎｄｒｏｍｅ）、致死性乳児心臓脳筋症（ｆａｔａｌ ｉｎｆａｎｔｉｌｅ ｃａｒｄｉｏｅｎｃｅｐｈａｌｏｍｙｏｐａｔｈｙ）、シャルコー－マリー－トゥース疾患（Ｃｈａｒｃｏｔ－Ｍａｒｉｅ－Ｔｏｏｔｈ ｄｉｓｅａｓｅ）、乳児乳酸アシドーシス、先天性乳酸アシドーシス（ｃｏｎｇｅｎｉｔａｌ ｌａｃｔｉｃ ａｃｉｄｏｓｉｓ；ＣＬＡ）、慢性乳酸アシドーシス、カーンズ－セイヤー症候群（Ｋｅａｒｎｓ－Ｓａｙｒｅ ｓｙｎｄｒｏｍｅ；ＫＳＳ）、ミトコンドリア遺伝性糖尿病および難聴（ｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａｌｌｙ ｉｎｈｅｒｉｔｅｄ ｄｉａｂｅｔｅｓ ａｎｄ ｄｅａｆｎｅｓｓ；ＭＩＤＤ）、アルパーズ－ハッテンロハー症候群（Ａｌｐｅｒｓ－Ｈｕｔｔｅｎｌｏｃｈｅｒ ｓｙｎｄｒｏｍｅ；ＡＨＳ）、小児期筋大脳肝症スペクトラム（ｃｈｉｌｄｈｏｏｄ ｍｙｏｃｅｒｅｂｒｏｈｅｐａｔｏｐａｔｈｙ ｓｐｅｃｔｒｕｍ；ＭＣＨＳ）、運動失調ニューロパチースペクトラム（ａｔａｘｉａ ｎｅｕｒｏｐａｔｈｙ ｓｐｅｃｔｒｕｍ；ＡＮＳ：ミトコンドリア劣性運動失調症候群（ｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａｌ ｒｅｃｅｓｓｉｖｅ ａｔａｘｉａ ｓｙｎｄｒｏｍｅ；ＭＩＲＡＳ）および感覚性運動失調ニューロパチー構音障害および眼筋麻痺（ｓｅｎｓｏｒｙ ａｔａｘｉａ ｎｅｕｒｏｐａｔｈｙ ｄｙｓａｒｔｈｒｉａ ａｎｄ ｏｐｈｔｈａｌｍｏｐｌｅｇｉａ；ＳＡＮＤＯ）であって、以前に指称）、ミオクローヌスてんかんミオパチー感覚性運動失調（ｍｙｏｃｌｏｎｉｃ ｅｐｉｌｅｐｓｙ ｍｙｏｐａｔｈｙ ｓｅｎｓｏｒｙ ａｔａｘｉａ；ＭＥＭＳＡ：てんかんを伴う脊髄小脳性運動失調（ｓｐｉｎｏｃｅｒｅｂｅｌｌａｒ ａｔａｘｉａ ｗｉｔｈ ｅｐｉｌｅｐｓｙ；ＳＣＡＥ）であって、以前に指称）、センジャーズ症候群（Ｓｅｎｇｅｒｓ ｓｙｎｄｒｏｍｅ）、ＭＥＧＤＥＬ症候群（難聴、脳症、およびリー－様症候群を含む３－メチルグルタコン酸尿症（３－ｍｅｔｈｙｌｇｌｕｔａｃｏｎｉｃ ａｃｉｄｕｒｉａ ｗｉｔｈ ｄｅａｆｎｅｓｓ， ｅｎｃｅｐｈａｌｏｐａｔｈｙ ａｎｄ Ｌｅｉｇｈ－ｌｉｋｅ ｓｙｎｄｒｏｍｅ）としても知られる）、ピアソン症候群（Ｐｅａｒｓｏｎ ｓｙｎｄｒｏｍｅ）、不規則な赤色ぼろ線維を有するミオクローヌスてんかん（ｍｙｏｃｌｏｎｉｃ ｅｐｉｌｅｐｓｙ ｗｉｔｈ ｒａｇｇｅｄ ｒｅｄ ｆｉｂｅｒｓ；ＭＥＲＲＦ）、神経性筋肉の弱化、運動失調、および色素性網膜炎（ｎｅｕｒｏｇｅｎｉｃ ｍｕｓｃｌｅ ｗｅａｋｎｅｓｓ，ａｔａｘｉａ ａｎｄ ｒｅｔｉｎｉｔｉｓ ｐｉｇｍｅｎｔｏｓａ；ＮＡＲＰ）、慢性進行性外眼筋麻痺（ｃｈｒｏｎｉｃ ｐｒｏｇｒｅｓｓｉｖｅ ｅｘｔｅｒｎａｌ ｏｐｈｔｈａｌｍｏｐｌｅｇｉａ；ＣＰＥＯ)、ミトコンドリア神経胃腸管脳筋症（ｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａｌ ｎｅｕｒｏｇａｓｔｒｏｉｎｔｅｓｔｉｎａｌ ｅｎｃｅｐｈａｌｏｐａｔｈｙ；ＭＮＧＩＥ）症候群、カルニチン欠乏、カルニチン－アシルカルニチントランスロカーゼ（ｃａｒｎｉｔｉｎｅ－ａｃｙｌｃａｒｎｉｔｉｎｅ ｔｒａｎｓｌｏｃａｓｅ；ＣＡＣＴ）欠乏、カルニチンパルミトイルトランスフェラーゼ１Ａ（ｃａｒｎｉｔｉｎｅ ｐａｌｍｉｔｏｙｌ ｔｒａｎｓｆｅｒａｓｅ １ａ；ＣＰＴ Ｉ）欠乏、カルニチンパルミトイルトランスフェラーゼ（ｃａｒｎｉｔｉｎｅ ｐａｌｍｉｔｏｙｌ ｔｒａｎｓｆｅｒａｓｅ；ＣＰＴ ＩＩ）欠乏、クレアチン欠乏症候群、グアニジノ酢酸メチルトランスフェラーゼ（ｇｕａｎｉｄｉｎｏａｃｅｔａｔｅ ｍｅｔｈｙｌｔｒａｎｓｆｅｒａｓｅ；ＧＡＭＴ）欠乏を含むクレアチン欠乏症候群、Ｌ－アルギニン：グリシンアミジノトランスフェラーゼ（Ｌ－ａｒｇｉｎｉｎｅ：ｇｌｙｃｉｎｅ ａｍｉｄｉｎｏｔｒａｎｓｆｅｒａｓｅ；ＡＧＡＴ）欠乏、クレアチントランスポーター欠乏（ＳＬＣ６Ａ８－関連クレアチントランスポーター欠乏を含む）、チミジンキナーゼ２欠乏（ｔｈｙｍｉｄｉｎｅ ｋｉｎａｓｅ ２ ｄｅｆｉｃｉｅｎｃｙ；ＴＫ２Ｄ）、ピルビン酸脱水素酵素複合体欠乏（ｐｙｒｕｖａｔｅ ｄｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｓｅ ｃｏｍｐｌｅｘ ｄｅｆｉｃｉｅｎｃｙ；ＰＤＣＤ）、脂肪酸酸化障害（ｆａｔｔｙ ａｃｉｄ ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ｄｉｓｏｒｄｅｒｓ；ＦＡＯＤ）、アシル－ＣｏＡ脱水素酵素９（ａｃｙｌ－ＣｏＡ ｄｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｓｅ；ＡＣＡＤ９）欠乏を含む脂肪酸酸化障害、複合アシル－ＣｏＡ脱水素酵素欠乏（ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｙｌ－ＣｏＡ ｄｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｓｅ ｄｅｆｉｃｉｅｎｃｙ；ＭＡＤＤ）、長鎖アシル－ＣｏＡ脱水素酵素（ｌｏｎｇ－ｃｈａｉｎ ａｃｙｌ－ＣｏＡ ｄｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｓｅ；ＬＣＡＤ）欠乏、長鎖３－ヒドロキシアシル－ＣｏＡ脱水素酵素（ｌｏｎｇ－ｃｈａｉｎ ３－ｈｙｄｒｏｘｙａｃｙｌ－ＣｏＡ ｄｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｓｅ；ＬＣＨＡＤ)欠乏、中鎖アシル－ＣｏＡ脱水素酵素（ｍｅｄｉｕｍ－ｃｈａｉｎ ａｃｙｌ－ＣｏＡ ｄｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｓｅ；ＭＣＡＤ）欠乏、短鎖アシル－ＣｏＡ脱水素酵素（ｓｈｏｒｔ－ｃｈａｉｎ ａｃｙｌ－ＣｏＡ ｄｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｓｅ；ＳＣＡＤ）欠乏、短鎖３－ヒドロキシアシル－ＣｏＡ脱水素酵素（ｓｈｏｒｔ－ｃｈａｉｎ ３－ｈｙｄｒｏｘｙａｃｙｌ－ＣｏＡ ｄｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｓｅ；ＳＣＨＡＤ）欠乏、極長鎖アシル－ＣｏＡ脱水素酵素（ｖｅｒｙ ｌｏｎｇ－ｃｈａｉｎ ａｃｙｌ－ＣｏＡ ｄｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｓｅ；ＶＬＣＡＤ）欠乏、コ－エンザイムＱ１０欠乏、および多発性ミトコンドリア機能障害症候群においてミトコンドリア機能障害の関与を指摘する。
【0009】
ミトコンドリア疾患の治療は、緩和治療（Ｐａｌｌｉａｔｉｖｅ ｃａｒｅ）が一般的であり、症状を管理し生活の質（ＱｏＬ）を改善することを目的とする。緩和治療には、例えば、ビタミン投与、エネルギー保存、食事摂取制御、および身体ストレスの減少を含む。
【発明の概要】
【0010】
簡単な要約
【0011】
本説明は、ミトコンドリア疾患を治療することにおいて、化合物の新規治療的用途を提供することを目標とする。新たな用途は、人工知能（ＡＩ）－基盤のインシリコアプローチによって発見され得る。本説明によると、前記目的は、本開示内容の必須的な部分を形成するものとして理解される、後に続く請求範囲において具体的に詳記された主題によって達成される。本明細書を通じて収得された結果は、ＡＩ－予測化合物がミトコンドリア機能を増加させる能力を有することを示す。
【0012】
一部実施形態において、本説明は、ミトコンドリア機能の向上を必要とする対象体において、ミトコンドリア機能を改善させる方法を提供し、これは、次からなる群から選択された１つ以上の化合物の有効量を前記対象体に投与する段階を含む。ジョサマイシン（ｊｏｓａｍｙｃｉｎ）、シプロテロン（ｃｙｐｒｏｔｅｒｏｎｅ）、シルニジピン（ｃｉｌｎｉｄｉｐｉｎｅ）、フェロジピン（ｆｅｌｏｄｉｐｉｎｅ）、トラピジル（ｔｒａｐｉｄｉｌ）、メチラポン（ｍｅｔｙｒａｐｏｎｅ）、およびその薬学的に許容可能な塩、異性体、水和物、および互変異性体。
【0013】
一部実施形態において、シプロテロンの薬学的に許容可能な塩はアセテートである。
【0014】
一部実施形態において、本説明は、ミトコンドリア機能を向上させる方法を提供し、ここで、ミトコンドリア機能の向上は、下記（ｉ）～（ｖｉ）からなる群から選択された１つ以上のイベントであるが、これに制限されない：本願に記載された活性化合物の投与前と比較して、（ｉ）細胞生存力の向上；（ｉｉ）細胞内ＡＴＰ含有量の増加；（ｉｉｉ）ミトコンドリア膜電位の増加；（ｉｖ）ミトコンドリアＲＯＳの減少；（ｖ）細胞内ＲＯＳの減少；および（ｖｉ）ミトコンドリアストレスの減少。
【0015】
一部実施形態において、本説明は、有機体の健康および生存を向上させる方法を提供し、ここで、有機体の健康および生存の向上は、下記（ｉ）～（ｉｖ）からなる群から選択された１つ以上のイベントであるが、これに制限されない：本願に記載された活性化合物の投与前と比較して、（ｉ）寿命の増加；（ｉｉ）神経活動の向上；（ｉｉｉ）運動活動の向上；および（ｉｖ）成長の向上。
【0016】
ミトコンドリア疾患のメカニズムは、未だ完全に明らかになっていないが、ミトコンドリア機能障害が疾患に関与するものとして知られている。したがって、ミトコンドリアの機能を向上させることは、ミトコンドリア疾患の治療および軽減に効果的であり得る。また、本明細書において、ミトコンドリア疾患に対して知られた治療剤、例えば、ホスホクレアチンおよびＲＴＡ－４０８（オマベロキソロン）がミトコンドリア機能を向上させるということが確認された。
【0017】
一部実施形態において、本説明は、ミトコンドリア疾患の治療を必要とする対象体において、ミトコンドリア機能を向上させることによってミトコンドリア疾患を治療する方法を提供し、これは、次からなる群から選択された１つ以上の化合物の有効量を前記対象体に投与する段階を含む：ジョサマイシン、シプロテロン、シルニジピン、フェロジピン、トラピジル、メチラポン、およびその薬学的に許容可能な塩、異性体、水和物、および互変異性体。
【0018】
一部実施形態において、シプロテロンの薬学的に許容可能な塩はアセテートである。
【0019】
一部実施形態において、本説明は、ミトコンドリア機能の向上を必要とする対象体において、ミトコンドリア機能を向上させ／させるか、ミトコンドリア疾患の治療を必要とする対象体において、ミトコンドリア機能を向上させることによってミトコンドリア疾患を治療するための組成物を提供し、ここで、前記組成物は活性成分として、ジョサマイシン、シプロテロン、シルニジピン、フェロジピン、トラピジル、メチラポン、およびその薬学的に許容可能な塩からなる群から選択された１つ以上の化合物を含み、ここで、組成物の有効量が対象体に投与される。
【0020】
一部実施形態において、シプロテロンの薬学的に許容可能な塩はアセテートである。
【0021】
一部実施形態において、本説明は、ミトコンドリア機能を向上させるための組成物を提供し、ここで、ミトコンドリア機能の向上は、下記（ｉ）～（ｖ）からなる群から選択された１つ以上のイベントであるが、これに制限されない：本願に記載された活性化合物の投与前と比較して、（ｉ）細胞生存力の向上；（ｉｉ）細胞内ＡＴＰ含有量の増加；（ｉｉｉ）ミトコンドリア膜電位の増加；（ｉｖ）ミトコンドリアＲＯＳの減少；およびミトコンドリアストレスの減少。
【0022】
一部実施形態において、本説明は、有機体の健康および生存を向上させるための組成物を提供し、ここで、有機体の健康および生存の向上は、下記（ｉ）～（ｉｖ）からなる群から選択された１つ以上のイベントであるが、これに制限されない：本願に記載された活性化合物の投与前と比較して、（ｉ）寿命の増加；（ｉｉ）神経活動の向上；（ｉｉｉ）運動活動の向上；および（ｉｖ）成長の向上。
【0023】
本願に記載された方法または組成物に係る一部実施形態において、ミトコンドリア疾患は、レーベル遺伝性視神経症（ＬＨＯＮ）、ミトコンドリアミオパチー、脳症、乳酸アシドーシス、および脳卒中－様エピソード（ＭＥＬＡＳ）症候群、ミトコンドリア複合体Ｉ欠乏、ミトコンドリア複合体ＩＩ欠乏、ミトコンドリア複合体ＩＩＩ欠乏、ミトコンドリア複合体ＩＶ欠乏、ミトコンドリア複合体Ｖ欠乏、リー症候群、常染色体優性視神経萎縮症（ＡＤＯＡ）、脳幹および脊髄侵入および乳酸上昇を含む白質脳症（ＬＢＳＬ）、ルフト疾患、複合アシル－ＣｏＡ脱水素酵素（ＭＡＤ）欠乏、ミトコンドリアエノイルＣｏＡ還元酵素タンパク質－関連神経変性（ＭＥＰＡＮ）症候群、ミトコンドリアＤＮＡ枯渇症、ミトコンドリア脳症、ピルビン酸カルボキシラーゼ欠乏、ミトコンドリアミオパチー、フリードライヒ運動失調、バルト症候群、致死性乳児心臓脳筋症、シャルコー－マリー－トゥース疾患、乳児乳酸アシドーシス、先天性乳酸アシドーシス（ＣＬＡ）、慢性乳酸アシドーシス、カーンズ－セイヤー症候群（ＫＳＳ）、ミトコンドリア遺伝性糖尿病および難聴（ＭＩＤＤ）、アルパーズ－ハッテンロハー症候群（ＡＨＳ）、小児期筋大脳肝症スペクトラム（ＭＣＨＳ）、運動失調ニューロパチースペクトラム（ＡＮＳ；ミトコンドリア劣性運動失調症候群（ＭＩＲＡＳ）および感覚性運動失調ニューロパチー構音障害および眼筋麻痺（ＳＡＮＤＯ）であって、以前に指称）、ミオクローヌスてんかんミオパチー感覚性運動失調（ＭＥＭＳＡ：てんかんを伴う脊髄小脳性運動失調（ＳＣＡＥ）であって、以前に指称）、センジャーズ症候群、ＭＥＧＤＥＬ症候群（難聴、脳症、およびリー－様症候群を含む３－メチルグルタコン酸尿症としても知られる）、ピアソン症候群、不規則な赤色ぼろ線維を有するミオクローヌスてんかん（ＭＥＲＲＦ）、神経性筋肉の弱化、運動失調および色素性網膜炎（ＮＡＲＰ）、慢性進行性外眼筋麻痺（ＣＰＥＯ)、ミトコンドリア神経胃腸管脳筋症（ＭＮＧＩＥ）症候群、カルニチン欠乏、カルニチン－アシルカルニチントランスロカーゼ（ＣＡＣＴ）欠乏、カルニチンパルミトイルトランスフェラーゼ１Ａ（ＣＰＴ Ｉ）欠乏、カルニチンパルミトイルトランスフェラーゼ（ＣＰＴ ＩＩ）欠乏、クレアチン欠乏症候群、グアニジノ酢酸メチルトランスフェラーゼ（ＧＡＭＴ）欠乏を含むクレアチン欠乏症候群、Ｌ－アルギニン：グリシンアミジノトランスフェラーゼ（ＡＧＡＴ）欠乏、クレアチントランスポーター欠乏（ＳＬＣ６Ａ８－関連クレアチントランスポーター欠乏を含む）、チミジンキナーゼ２欠乏（ＴＫ２Ｄ）、ピルビン酸脱水素酵素複合体欠乏（ＰＤＣＤ）、脂肪酸酸化障害（ＦＡＯＤ）、アシル－ＣｏＡ脱水素酵素９（ＡＣＡＤ９）欠乏を含む脂肪酸酸化障害、複合アシル－ＣｏＡ脱水素酵素欠乏（ＭＡＤＤ）、長鎖アシル－ＣｏＡ脱水素酵素（ＬＣＡＤ）欠乏、長鎖３－ヒドロキシアシル－ＣｏＡ脱水素酵素（ＬＣＨＡＤ)欠乏、中鎖アシル－ＣｏＡ脱水素酵素（ＭＣＡＤ）欠乏、短鎖アシル－ＣｏＡ脱水素酵素（ＳＣＡＤ）欠乏、短鎖３－ヒドロキシアシル－ＣｏＡ脱水素酵素（ＳＣＨＡＤ）欠乏、極長鎖アシル－ＣｏＡ脱水素酵素（ＶＬＣＡＤ）欠乏、コ－エンザイムＱ１０欠乏、および多発性ミトコンドリア機能障害症候群からなる群から選択された１つ以上を含むが、これに制限されない。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【図1A】構造的類似性－基盤のアプローチを通じて導出されたジョサマイシン、シプロテロン、およびシルニジピンの３つの薬物化合物の保護効果を図示する。休止期ＳＨ－ＳＹ５Ｙ細胞を２０時間の１ｍＭ ＭＰＰ＋（１－メチル－４－フェニルピリジニウム；ミトコンドリア複合体Ｉの阻害剤）処理の４時間前に示された濃度によってそれぞれの化合物で処理した。参照薬物であるホスホクレアチン（ｐＣｒ）（１ｍＭ）も、２０時間の１ｍＭ ＭＰＰ＋処理の４時間前に前処理した。図１Ａは細胞内ＡＴＰ含有量を図示し、図１Ｂはテトラメチルローダミンエチルエステル（ＴＭＲＥ）－媒介されたミトコンドリア膜電位を図示し、図１Ｃはメチルチアゾールテトラゾリウム（ＭＴＴ）アッセイによって測定された細胞生存力を図示する。すべての値は、対照群の百分率（％対照群）として報告される。データを測定値の平均±標準誤差としてフローティングした（ｎ＝６）（＃＃＃ｐ＜０．００１対ＤＭＳＯ－対照群、＊ｐ＜０．０５、＊＊ｐ＜０．０１、および＊＊＊ｐ＜０．００１対ＭＰＰ＋－処理された対照群。ｐ値は、１元配置分散分析（ｏｎｅ‐ｗａｙ ＡＮＯＶＡ）後のＴｕｋｅｙのテストに由来）。
【図1B】構造的類似性－基盤のアプローチを通じて導出されたジョサマイシン、シプロテロン、およびシルニジピンの３つの薬物化合物の保護効果を図示する。休止期ＳＨ－ＳＹ５Ｙ細胞を２０時間の１ｍＭ ＭＰＰ＋（１－メチル－４－フェニルピリジニウム；ミトコンドリア複合体Ｉの阻害剤）処理の４時間前に示された濃度によってそれぞれの化合物で処理した。参照薬物であるホスホクレアチン（ｐＣｒ）（１ｍＭ）も、２０時間の１ｍＭ ＭＰＰ＋処理の４時間前に前処理した。図１Ａは細胞内ＡＴＰ含有量を図示し、図１Ｂはテトラメチルローダミンエチルエステル（ＴＭＲＥ）－媒介されたミトコンドリア膜電位を図示し、図１Ｃはメチルチアゾールテトラゾリウム（ＭＴＴ）アッセイによって測定された細胞生存力を図示する。すべての値は、対照群の百分率（％対照群）として報告される。データを測定値の平均±標準誤差としてフローティングした（ｎ＝６）（＃＃＃ｐ＜０．００１対ＤＭＳＯ－対照群、＊ｐ＜０．０５、＊＊ｐ＜０．０１、および＊＊＊ｐ＜０．００１対ＭＰＰ＋－処理された対照群。ｐ値は、１元配置分散分析（ｏｎｅ‐ｗａｙ ＡＮＯＶＡ）後のＴｕｋｅｙのテストに由来）。
【図1C】構造的類似性－基盤のアプローチを通じて導出されたジョサマイシン、シプロテロン、およびシルニジピンの３つの薬物化合物の保護効果を図示する。休止期ＳＨ－ＳＹ５Ｙ細胞を２０時間の１ｍＭ ＭＰＰ＋（１－メチル－４－フェニルピリジニウム；ミトコンドリア複合体Ｉの阻害剤）処理の４時間前に示された濃度によってそれぞれの化合物で処理した。参照薬物であるホスホクレアチン（ｐＣｒ）（１ｍＭ）も、２０時間の１ｍＭ ＭＰＰ＋処理の４時間前に前処理した。図１Ａは細胞内ＡＴＰ含有量を図示し、図１Ｂはテトラメチルローダミンエチルエステル（ＴＭＲＥ）－媒介されたミトコンドリア膜電位を図示し、図１Ｃはメチルチアゾールテトラゾリウム（ＭＴＴ）アッセイによって測定された細胞生存力を図示する。すべての値は、対照群の百分率（％対照群）として報告される。データを測定値の平均±標準誤差としてフローティングした（ｎ＝６）（＃＃＃ｐ＜０．００１対ＤＭＳＯ－対照群、＊ｐ＜０．０５、＊＊ｐ＜０．０１、および＊＊＊ｐ＜０．００１対ＭＰＰ＋－処理された対照群。ｐ値は、１元配置分散分析（ｏｎｅ‐ｗａｙ ＡＮＯＶＡ）後のＴｕｋｅｙのテストに由来）。
【図2A】５つの薬物化合物である、ジョサマイシン、シルニジピン、フェロジピン、トラピジル、およびメチラポンの用量－依存的保護効果を図示する。休止期ＳＨ－ＳＹ５Ｙ細胞を２０時間の１ｍＭ ＭＰＰ＋処理の４時間前に表された濃度によってそれぞれの化合物で処理した。参照薬物であるホスホクレアチン（ｐＣｒ）（１ｍＭ）およびＲＴＡ－４０８（１０ｎＭ）も、２０時間の１ｍＭ ＭＰＰ＋処理の４時間前に前処理した。図２ＡはＭＴＴアッセイによる細胞生存力を図示し、図２Ｂは細胞内ＡＴＰ含有量を図示し、図２ＣはＴＭＲＥ－媒介されたミトコンドリア膜電位を図示し、図２ＤはミトコンドリアＲＯＳ含有量を図示し、図２Ｅは細胞内ＲＯＳ含有量を図示する。図２は、用量反応方式として図示され、すべての値は％対照群として報告される。データを測定値の平均±標準誤差としてフローティングした（ｎ＝４－６）（＃ｐ＜０．０５対ＤＭＳＯ－対照群；＊ｐ＜０．０５対ＭＰＰ＋－処理されたＤＭＳＯ。統計分析は、スチューデント両側ｔ－検定によって遂行）。
【図2B】５つの薬物化合物である、ジョサマイシン、シルニジピン、フェロジピン、トラピジル、およびメチラポンの用量－依存的保護効果を図示する。休止期ＳＨ－ＳＹ５Ｙ細胞を２０時間の１ｍＭ ＭＰＰ＋処理の４時間前に表された濃度によってそれぞれの化合物で処理した。参照薬物であるホスホクレアチン（ｐＣｒ）（１ｍＭ）およびＲＴＡ－４０８（１０ｎＭ）も、２０時間の１ｍＭ ＭＰＰ＋処理の４時間前に前処理した。図２ＡはＭＴＴアッセイによる細胞生存力を図示し、図２Ｂは細胞内ＡＴＰ含有量を図示し、図２ＣはＴＭＲＥ－媒介されたミトコンドリア膜電位を図示し、図２ＤはミトコンドリアＲＯＳ含有量を図示し、図２Ｅは細胞内ＲＯＳ含有量を図示する。図２は、用量反応方式として図示され、すべての値は％対照群として報告される。データを測定値の平均±標準誤差としてフローティングした（ｎ＝４－６）（＃ｐ＜０．０５対ＤＭＳＯ－対照群；＊ｐ＜０．０５対ＭＰＰ＋－処理されたＤＭＳＯ。統計分析は、スチューデント両側ｔ－検定によって遂行）。
【図2C】５つの薬物化合物である、ジョサマイシン、シルニジピン、フェロジピン、トラピジル、およびメチラポンの用量－依存的保護効果を図示する。休止期ＳＨ－ＳＹ５Ｙ細胞を２０時間の１ｍＭ ＭＰＰ＋処理の４時間前に表された濃度によってそれぞれの化合物で処理した。参照薬物であるホスホクレアチン（ｐＣｒ）（１ｍＭ）およびＲＴＡ－４０８（１０ｎＭ）も、２０時間の１ｍＭ ＭＰＰ＋処理の４時間前に前処理した。図２ＡはＭＴＴアッセイによる細胞生存力を図示し、図２Ｂは細胞内ＡＴＰ含有量を図示し、図２ＣはＴＭＲＥ－媒介されたミトコンドリア膜電位を図示し、図２ＤはミトコンドリアＲＯＳ含有量を図示し、図２Ｅは細胞内ＲＯＳ含有量を図示する。図２は、用量反応方式として図示され、すべての値は％対照群として報告される。データを測定値の平均±標準誤差としてフローティングした（ｎ＝４－６）（＃ｐ＜０．０５対ＤＭＳＯ－対照群；＊ｐ＜０．０５対ＭＰＰ＋－処理されたＤＭＳＯ。統計分析は、スチューデント両側ｔ－検定によって遂行）。
【図2D】５つの薬物化合物である、ジョサマイシン、シルニジピン、フェロジピン、トラピジル、およびメチラポンの用量－依存的保護効果を図示する。休止期ＳＨ－ＳＹ５Ｙ細胞を２０時間の１ｍＭ ＭＰＰ＋処理の４時間前に表された濃度によってそれぞれの化合物で処理した。参照薬物であるホスホクレアチン（ｐＣｒ）（１ｍＭ）およびＲＴＡ－４０８（１０ｎＭ）も、２０時間の１ｍＭ ＭＰＰ＋処理の４時間前に前処理した。図２ＡはＭＴＴアッセイによる細胞生存力を図示し、図２Ｂは細胞内ＡＴＰ含有量を図示し、図２ＣはＴＭＲＥ－媒介されたミトコンドリア膜電位を図示し、図２ＤはミトコンドリアＲＯＳ含有量を図示し、図２Ｅは細胞内ＲＯＳ含有量を図示する。図２は、用量反応方式として図示され、すべての値は％対照群として報告される。データを測定値の平均±標準誤差としてフローティングした（ｎ＝４－６）（＃ｐ＜０．０５対ＤＭＳＯ－対照群；＊ｐ＜０．０５対ＭＰＰ＋－処理されたＤＭＳＯ。統計分析は、スチューデント両側ｔ－検定によって遂行）。
【図2E】５つの薬物化合物である、ジョサマイシン、シルニジピン、フェロジピン、トラピジル、およびメチラポンの用量－依存的保護効果を図示する。休止期ＳＨ－ＳＹ５Ｙ細胞を２０時間の１ｍＭ ＭＰＰ＋処理の４時間前に表された濃度によってそれぞれの化合物で処理した。参照薬物であるホスホクレアチン（ｐＣｒ）（１ｍＭ）およびＲＴＡ－４０８（１０ｎＭ）も、２０時間の１ｍＭ ＭＰＰ＋処理の４時間前に前処理した。図２ＡはＭＴＴアッセイによる細胞生存力を図示し、図２Ｂは細胞内ＡＴＰ含有量を図示し、図２ＣはＴＭＲＥ－媒介されたミトコンドリア膜電位を図示し、図２ＤはミトコンドリアＲＯＳ含有量を図示し、図２Ｅは細胞内ＲＯＳ含有量を図示する。図２は、用量反応方式として図示され、すべての値は％対照群として報告される。データを測定値の平均±標準誤差としてフローティングした（ｎ＝４－６）（＃ｐ＜０．０５対ＤＭＳＯ－対照群；＊ｐ＜０．０５対ＭＰＰ＋－処理されたＤＭＳＯ。統計分析は、スチューデント両側ｔ－検定によって遂行）。
【図3A】寿命アッセイを通じたトラピジル（図３Ａ～３Ｃ）およびメチラポン（図４Ａ～４Ｃ）の救済効果を図示する。ミトコンドリア複合体Ｉの突然変異であるＣ．ｅｌｅｇａｎｓ（線虫）ｇａｓ－１（ｆｃ２１）を表された濃度においてトラピジルおよびメチラポンで処理した。図３Ａおよび４Ａは活性を図示し、図３Ｂおよび４Ｂは死亡率を図示し、図３Ｃおよび４ＣはＣ．ｅｌｅｇａｎｓ野生型（Ｎ２）およびｇａｓ－１（ｆｃ２１）線虫の胴体の長さを図示する。データを平均±標準偏差としてフローティングした（実験（Ａ）および（Ｂ）に対してｎ＝１－２つの処理条件当り３０匹の線虫を用いた生物学的複製物、実験（Ｃ）に対してｎ＝５または１０匹の個別線虫）（＊ｐ＜０．０５、＊＊ｐ＜０．０１、および＊＊＊ｐ＜０．００１対Ｎ２対照群）。
【図3B】寿命アッセイを通じたトラピジル（図３Ａ～３Ｃ）およびメチラポン（図４Ａ～４Ｃ）の救済効果を図示する。ミトコンドリア複合体Ｉの突然変異であるＣ．ｅｌｅｇａｎｓ（線虫）ｇａｓ－１（ｆｃ２１）を表された濃度においてトラピジルおよびメチラポンで処理した。図３Ａおよび４Ａは活性を図示し、図３Ｂおよび４Ｂは死亡率を図示し、図３Ｃおよび４ＣはＣ．ｅｌｅｇａｎｓ野生型（Ｎ２）およびｇａｓ－１（ｆｃ２１）線虫の胴体の長さを図示する。データを平均±標準偏差としてフローティングした（実験（Ａ）および（Ｂ）に対してｎ＝１－２つの処理条件当り３０匹の線虫を用いた生物学的複製物、実験（Ｃ）に対してｎ＝５または１０匹の個別線虫）（＊ｐ＜０．０５、＊＊ｐ＜０．０１、および＊＊＊ｐ＜０．００１対Ｎ２対照群）。
【図3C】寿命アッセイを通じたトラピジル（図３Ａ～３Ｃ）およびメチラポン（図４Ａ～４Ｃ）の救済効果を図示する。ミトコンドリア複合体Ｉの突然変異であるＣ．ｅｌｅｇａｎｓ（線虫）ｇａｓ－１（ｆｃ２１）を表された濃度においてトラピジルおよびメチラポンで処理した。図３Ａおよび４Ａは活性を図示し、図３Ｂおよび４Ｂは死亡率を図示し、図３Ｃおよび４ＣはＣ．ｅｌｅｇａｎｓ野生型（Ｎ２）およびｇａｓ－１（ｆｃ２１）線虫の胴体の長さを図示する。データを平均±標準偏差としてフローティングした（実験（Ａ）および（Ｂ）に対してｎ＝１－２つの処理条件当り３０匹の線虫を用いた生物学的複製物、実験（Ｃ）に対してｎ＝５または１０匹の個別線虫）（＊ｐ＜０．０５、＊＊ｐ＜０．０１、および＊＊＊ｐ＜０．００１対Ｎ２対照群）。
【図4A】寿命アッセイを通じたトラピジル（図３Ａ～３Ｃ）およびメチラポン（図４Ａ～４Ｃ）の救済効果を図示する。ミトコンドリア複合体Ｉの突然変異であるＣ．ｅｌｅｇａｎｓ（線虫）ｇａｓ－１（ｆｃ２１）を表された濃度においてトラピジルおよびメチラポンで処理した。図３Ａおよび４Ａは活性を図示し、図３Ｂおよび４Ｂは死亡率を図示し、図３Ｃおよび４ＣはＣ．ｅｌｅｇａｎｓ野生型（Ｎ２）およびｇａｓ－１（ｆｃ２１）線虫の胴体の長さを図示する。データを平均±標準偏差としてフローティングした（実験（Ａ）および（Ｂ）に対してｎ＝１－２つの処理条件当り３０匹の線虫を用いた生物学的複製物、実験（Ｃ）に対してｎ＝５または１０匹の個別線虫）（＊ｐ＜０．０５、＊＊ｐ＜０．０１、および＊＊＊ｐ＜０．００１対Ｎ２対照群）。
【図4B】寿命アッセイを通じたトラピジル（図３Ａ～３Ｃ）およびメチラポン（図４Ａ～４Ｃ）の救済効果を図示する。ミトコンドリア複合体Ｉの突然変異であるＣ．ｅｌｅｇａｎｓ（線虫）ｇａｓ－１（ｆｃ２１）を表された濃度においてトラピジルおよびメチラポンで処理した。図３Ａおよび４Ａは活性を図示し、図３Ｂおよび４Ｂは死亡率を図示し、図３Ｃおよび４ＣはＣ．ｅｌｅｇａｎｓ野生型（Ｎ２）およびｇａｓ－１（ｆｃ２１）線虫の胴体の長さを図示する。データを平均±標準偏差としてフローティングした（実験（Ａ）および（Ｂ）に対してｎ＝１－２つの処理条件当り３０匹の線虫を用いた生物学的複製物、実験（Ｃ）に対してｎ＝５または１０匹の個別線虫）（＊ｐ＜０．０５、＊＊ｐ＜０．０１、および＊＊＊ｐ＜０．００１対Ｎ２対照群）。
【図4C】寿命アッセイを通じたトラピジル（図３Ａ～３Ｃ）およびメチラポン（図４Ａ～４Ｃ）の救済効果を図示する。ミトコンドリア複合体Ｉの突然変異であるＣ．ｅｌｅｇａｎｓ（線虫）ｇａｓ－１（ｆｃ２１）を表された濃度においてトラピジルおよびメチラポンで処理した。図３Ａおよび４Ａは活性を図示し、図３Ｂおよび４Ｂは死亡率を図示し、図３Ｃおよび４ＣはＣ．ｅｌｅｇａｎｓ野生型（Ｎ２）およびｇａｓ－１（ｆｃ２１）線虫の胴体の長さを図示する。データを平均±標準偏差としてフローティングした（実験（Ａ）および（Ｂ）に対してｎ＝１－２つの処理条件当り３０匹の線虫を用いた生物学的複製物、実験（Ｃ）に対してｎ＝５または１０匹の個別線虫）（＊ｐ＜０．０５、＊＊ｐ＜０．０１、および＊＊＊ｐ＜０．００１対Ｎ２対照群）。
【図5A】ミトコンドリアストレスアッセイを通じたジョサマイシンおよびシルニジピンの保護効果を図示する。Ｌ４４４０、未処理の空ベクトルを対照群として使用し、オマベロキソロンを参照薬物として使用した。図５Ａはジョサマイシンの効果を図示し、図５Ｂはシルニジピンの効果を図示する。統計的有意性閾値をｐ＜０．０５に設定し、統計的分析をＧｒａｐｈｐａｄ Ｐｒｉｓｍ Ｖ８（Ｓａｎ Ｄｉｅｇｏ，ＣＡ：ＧｒａｐｈＰａｄ Ｓｏｆｔｗａｒｅ Ｉｎｃ.）においてスチューデントｔ－検定によって遂行した。
【図5B】ミトコンドリアストレスアッセイを通じたジョサマイシンおよびシルニジピンの保護効果を図示する。Ｌ４４４０、未処理の空ベクトルを対照群として使用し、オマベロキソロンを参照薬物として使用した。図５Ａはジョサマイシンの効果を図示し、図５Ｂはシルニジピンの効果を図示する。統計的有意性閾値をｐ＜０．０５に設定し、統計的分析をＧｒａｐｈｐａｄ Ｐｒｉｓｍ Ｖ８（Ｓａｎ Ｄｉｅｇｏ，ＣＡ：ＧｒａｐｈＰａｄ Ｓｏｆｔｗａｒｅ Ｉｎｃ.）においてスチューデントｔ－検定によって遂行した。
【図6】ＴＭＲＥ－媒介されたミトコンドリア膜電位を通じたシルニジピンの救済効果を図示する。参照材料として、２５μＭのオマベロキソロンを使用した。日付を測定値の平均±標準誤差としてフローティングした（ｎ＝最小３５匹の線虫／条件）。統計的有意性閾値をｐ＜０．０５に設定し、統計的分析をＧｒａｐｈｐａｄ Ｐｒｉｓｍで遂行した。統計的分析をスチューデントt－検定によって遂行した＊ｐ＜０．０５、＊＊ｐ＜０．０１、および＊＊＊ｐ＜０．００１。
【図7A】ミトコンドリア複合体ＩＶ疾患モデルにおいて、効能テストを通じたジョサマイシン、シプロテロン、フェロジピン、トラピジル、およびメチラポンの有益な効果を示す。野生型、ＡＢゼブラフィッシュ、またはミトコンドリア複合体ＩＶの突然変異であるＳｕｒｆ１－／－ゼブラフィッシュを５日目に薬物化合物で前処理し、６日目に薬物化合物およびミトコンドリア複合体ＩＶの阻害剤であるアジ化ナトリウムで共同－処理した。幼虫脳死、神経筋反応、および心臓拍動の存在を７日目にテストした。結果は、それぞれジョサマイシン（図７Ａ）、シプロテロン（図７Ｂ）、フェロジピン（図７Ｃ）、トラピジル（図７Ｄ）、およびメチラポン（図７Ｅ)に対して表示される。データを平均±標準偏差としてフローティングした（ｎ＝処理条件当たり１０匹の魚類を用いた３つの生物学的複製物）。
【図7B】ミトコンドリア複合体ＩＶ疾患モデルにおいて、効能テストを通じたジョサマイシン、シプロテロン、フェロジピン、トラピジル、およびメチラポンの有益な効果を示す。野生型、ＡＢゼブラフィッシュ、またはミトコンドリア複合体ＩＶの突然変異であるＳｕｒｆ１－／－ゼブラフィッシュを５日目に薬物化合物で前処理し、６日目に薬物化合物およびミトコンドリア複合体ＩＶの阻害剤であるアジ化ナトリウムで共同－処理した。幼虫脳死、神経筋反応、および心臓拍動の存在を７日目にテストした。結果は、それぞれジョサマイシン（図７Ａ）、シプロテロン（図７Ｂ）、フェロジピン（図７Ｃ）、トラピジル（図７Ｄ）、およびメチラポン（図７Ｅ)に対して表示される。データを平均±標準偏差としてフローティングした（ｎ＝処理条件当たり１０匹の魚類を用いた３つの生物学的複製物）。
【図7C】ミトコンドリア複合体ＩＶ疾患モデルにおいて、効能テストを通じたジョサマイシン、シプロテロン、フェロジピン、トラピジル、およびメチラポンの有益な効果を示す。野生型、ＡＢゼブラフィッシュ、またはミトコンドリア複合体ＩＶの突然変異であるＳｕｒｆ１－／－ゼブラフィッシュを５日目に薬物化合物で前処理し、６日目に薬物化合物およびミトコンドリア複合体ＩＶの阻害剤であるアジ化ナトリウムで共同－処理した。幼虫脳死、神経筋反応、および心臓拍動の存在を７日目にテストした。結果は、それぞれジョサマイシン（図７Ａ）、シプロテロン（図７Ｂ）、フェロジピン（図７Ｃ）、トラピジル（図７Ｄ）、およびメチラポン（図７Ｅ)に対して表示される。データを平均±標準偏差としてフローティングした（ｎ＝処理条件当たり１０匹の魚類を用いた３つの生物学的複製物）。
【図7D】ミトコンドリア複合体ＩＶ疾患モデルにおいて、効能テストを通じたジョサマイシン、シプロテロン、フェロジピン、トラピジル、およびメチラポンの有益な効果を示す。野生型、ＡＢゼブラフィッシュ、またはミトコンドリア複合体ＩＶの突然変異であるＳｕｒｆ１－／－ゼブラフィッシュを５日目に薬物化合物で前処理し、６日目に薬物化合物およびミトコンドリア複合体ＩＶの阻害剤であるアジ化ナトリウムで共同－処理した。幼虫脳死、神経筋反応、および心臓拍動の存在を７日目にテストした。結果は、それぞれジョサマイシン（図７Ａ）、シプロテロン（図７Ｂ）、フェロジピン（図７Ｃ）、トラピジル（図７Ｄ）、およびメチラポン（図７Ｅ)に対して表示される。データを平均±標準偏差としてフローティングした（ｎ＝処理条件当たり１０匹の魚類を用いた３つの生物学的複製物）。
【図7E】ミトコンドリア複合体ＩＶ疾患モデルにおいて、効能テストを通じたジョサマイシン、シプロテロン、フェロジピン、トラピジル、およびメチラポンの有益な効果を示す。野生型、ＡＢゼブラフィッシュ、またはミトコンドリア複合体ＩＶの突然変異であるＳｕｒｆ１－／－ゼブラフィッシュを５日目に薬物化合物で前処理し、６日目に薬物化合物およびミトコンドリア複合体ＩＶの阻害剤であるアジ化ナトリウムで共同－処理した。幼虫脳死、神経筋反応、および心臓拍動の存在を７日目にテストした。結果は、それぞれジョサマイシン（図７Ａ）、シプロテロン（図７Ｂ）、フェロジピン（図７Ｃ）、トラピジル（図７Ｄ）、およびメチラポン（図７Ｅ)に対して表示される。データを平均±標準偏差としてフローティングした（ｎ＝処理条件当たり１０匹の魚類を用いた３つの生物学的複製物）。
【図8A】水泳活動分析を通じたシプロテロン（図８Ａ）およびフェロジピン（図８Ｂ）の保護効果を図示する。データを平均±標準偏差としてフローティングした（ｎ＝８匹の個別の魚類）。統計的分析をスチューデントｔ－検定によって遂行した（＊ｐ＜０．０５対ＡＢゼブラフィッシュ）。
【図8B】水泳活動分析を通じたシプロテロン（図８Ａ）およびフェロジピン（図８Ｂ）の保護効果を図示する。データを平均±標準偏差としてフローティングした（ｎ＝８匹の個別の魚類）。統計的分析をスチューデントｔ－検定によって遂行した（＊ｐ＜０．０５対ＡＢゼブラフィッシュ）。
【発明を実施するための形態】
【0025】
ミトコンドリア疾患に対する既存薬物の新規治療用途を発見するために、４百万個の既存化合物に異なるＡＩ－基盤のインシリコアプローチを適用した。化合物グループは、３つの異なるシードグループの転写および構造的類似性に基づいて２つの異なるアプローチを使用することによって、ミトコンドリア機能障害を治療または好転させるための薬物化合物として選択された。ミトコンドリア生合成の増加、１次ミトコンドリア疾患の治療、およびミトコンドリアメカニズムにおける非正常の改善の能力を含むシードグループの属性は、ＡＩ－抽出化合物から発見された。ミトコンドリア欠陥またはミトコンドリア機能障害に対する選択された化合物の保護能力は、ヒト神経芽細胞腫の細胞における実験によって立証された。すべての化合物がミトコンドリア膜電位、酸化的ストレス、およびＡＴＰ生産だけでなく細胞生存力を好転させ、大部分の化合物は、インビトロ検証研究において参照薬物であるホスホクレアチンよりも優れた回復効果を示した。
【0026】
次の説明において、実施形態の完全な理解を提供するために、多数の具体的な細部事項が提供される。実施形態は、１つ以上の具体的な細部事項なしに、または他の方法、構成要素、材料などを含めて実施され得る。他の形態において、よく知られた構造、材料、または作動は、実施形態の形態を曖昧にすることを避けるために、詳細に図示または説明されない。
【0027】
本明細書全般にわたって「一実施形態」または「実施形態」に関する参照は、実施形態に関連して記載された特定の特徴、構造、または特質が１つ以上の実施形態に含まれることを意味する。したがって、本明細書全般にわたる多様な場所において、語句「一実施形態において」または「実施形態において」の出現は、必ずしもすべて同一の実施形態を指称するものではない。さらに、特定の特徴、構造、または特質は、１つ以上の実施形態において任意の適合した方式として組み合わされ得る。本願に提供された題名は、単に便宜のためのものであり、実施形態の範疇または意味を解釈しない。
【0028】
一部実施形態において、本説明は、ミトコンドリア機能の向上を必要とする対象体において、ミトコンドリア機能を向上させる方法を提供し、これは、次からなる群から選択された１つ以上の化合物の有効量を前記対象体に投与する段階を含む：ジョサマイシン、シプロテロン、シルニジピン、フェロジピン、トラピジル、メチラポン、およびその薬学的に許容可能な塩、異性体、水和物、および互変異性体。
【0029】
薬学的に許容可能な塩は、ヒトおよび／または動物に薬物または医薬として投与され得、投与時に遊離化合物（中性化合物または非－塩化合物）の生物学的活性の少なくとも一部を維持する塩である。羅列された化合物の所望する塩は、化合物を酸で処理することによって、当業者に知られた方法によって製造され得る。無機酸の形態は、塩酸、臭化水素酸、硫酸、硝酸、およびリン酸を含むが、これに制限されない。有機酸の形態は、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、グリコール酸、ピルビン酸、シュウ酸、マレイン酸、マロン酸、コハク酸、フマル酸、酒石酸、クエン酸、安息香酸、ケイ皮酸、マンデル酸、スルホン酸、およびサリチル酸を含むが、これに制限されない。アミノ酸と塩基性ペプチドの塩、例えば、アスパラギン酸塩およびグルタミン酸塩も製造され得る。酸性ペプチドの所望する塩は、化合物を塩基で処理することによって当業者に知られた方法により製造され得る。酸性ペプチドの無機塩の形態は、アルカリ金属およびアルカリ土類塩、例えば、ナトリウム塩、カリウム塩、マグネシウム塩、およびカルシウム塩；アンモニウム塩；およびアルミニウム塩を含むが、これに制限されない。酸性ペプチドの有機塩の形態は、プロカイン、ジベンジルアミン、Ｎ－エチルピペリジン、Ｎ，Ｎ’－ジベンジルエチレンジアミン、およびトリエチルアミン塩を含むが、これに制限されない。アミノ酸と酸性ペプチドの塩、例えば、リシン塩も製造され得る。
【0030】
一部実施形態において、シプロテロンの薬学的に許容可能な塩はアセテートである。
【0031】
一部実施形態において、本説明は、対象体におけるミトコンドリア機能を向上させる方法を提供し、ここで、ミトコンドリア機能の向上は細胞生存性の向上である。一部実施形態において、本説明は、対象体におけるミトコンドリア機能を向上させる方法を提供し、ここで、ミトコンドリア機能の向上は細胞内ＡＴＰ含有量の増加である。一部実施形態において、本説明は、対象体におけるミトコンドリア機能を向上させる方法を提供し、ここで、ミトコンドリア機能の向上はミトコンドリア膜電位（ΔΨｍ）の増加である。一部実施形態において、本説明は、対象体におけるミトコンドリア機能を向上させる方法を提供し、ここで、ミトコンドリア機能の向上はミトコンドリアＲＯＳの減少である。一部実施形態において、本説明は、対象体におけるミトコンドリア機能を向上させる方法を提供し、ここで、ミトコンドリア機能の向上は細胞内ＲＯＳの減少である。一部実施形態において、本説明は、対象体におけるミトコンドリア機能を向上させる方法を提供し、ここで、ミトコンドリア機能の向上はミトコンドリアストレスの減少である。一部実施形態において、本説明は、対象体におけるミトコンドリア機能を向上させる方法を提供し、ここで、ミトコンドリア機能の向上は寿命の増加である。一部実施形態において、本説明は、対象体におけるミトコンドリア機能を向上させる方法を提供し、ここで、ミトコンドリア機能の向上は神経活動の向上である。一部実施形態において、本説明は、対象体におけるミトコンドリア機能を向上させる方法を提供し、ここで、ミトコンドリア機能の向上は運動活動の向上である。一部実施形態において、本説明は、対象体におけるミトコンドリア機能を向上させる方法を提供し、ここで、ミトコンドリア機能の向上は成長の向上である。
【0032】
一部実施形態において、本説明は、対象体におけるミトコンドリア機能を向上させる方法を提供し、ここで、ミトコンドリア機能の向上は、下記（ｉ）～（ｖｉ）からなる群から選択された１つ以上のイベントであるが、これに制限されない：活性化合物（ら）の投与前と比較して、（ｉ）細胞生存力の向上；（ｉｉ）細胞内ＡＴＰ含有量の増加；（ｉｉｉ）ミトコンドリア膜電位（ΔΨｍ）の増加；（ｉｖ）ミトコンドリアＲＯＳの減少；（ｖ）細胞内ＲＯＳの減少；および（ｖｉ）ミトコンドリアストレスの減少。
【0033】
一部実施形態において、本説明は、対象体におけるミトコンドリア機能を向上させる方法を提供し、ここで、ミトコンドリア機能の向上は、下記（ｉ）～（ｉｖ）からなる群から選択された１つ以上のイベントであるが、これに制限されない：活性化合物（ら）の投与前と比較して、（ｉ）寿命の増加；（ｉｉ）神経活動の向上；（ｉｉｉ）運動活動の向上；および（ｉｖ）成長の向上。
【0034】
一部実施形態において、本説明は、対象体におけるミトコンドリア機能を向上させる方法を提供し、ここで、対象体は１つ以上のミトコンドリア疾患を有する。特に、ミトコンドリア疾患は、レーベル遺伝性視神経症（ＬＨＯＮ）、ミトコンドリアミオパチー、脳症、乳酸アシドーシス、および脳卒中－様エピソード（ＭＥＬＡＳ）症候群、ミトコンドリア複合体Ｉ欠乏、ミトコンドリア複合体ＩＩ欠乏、ミトコンドリア複合体ＩＩＩ欠乏、ミトコンドリア複合体ＩＶ欠乏、ミトコンドリア複合体Ｖ欠乏、リー症候群、常染色体優性視神経萎縮症（ＡＤＯＡ）、脳幹および脊髄侵入および乳酸上昇を含む白質脳症（ＬＢＳＬ）、ルフト疾患、複合アシル－ＣｏＡ脱水素酵素（ＭＡＤ）欠乏、ミトコンドリアエノイルＣｏＡ還元酵素タンパク質－関連神経変性（ＭＥＰＡＮ）症候群、ミトコンドリアＤＮＡ枯渇症、ミトコンドリア脳症、ピルビン酸カルボキシラーゼ欠乏、ミトコンドリアミオパチー、フリードライヒ運動失調、バルト症候群、致死性乳児心臓脳筋症、シャルコー－マリー－トゥース疾患、乳児乳酸アシドーシス、先天性乳酸アシドーシス（ＣＬＡ）、慢性乳酸アシドーシス、カーンズ－セイヤー症候群（ＫＳＳ）、ミトコンドリア遺伝性糖尿病および難聴（ＭＩＤＤ）、アルパーズ－ハッテンロハー症候群（ＡＨＳ）、小児期筋大脳肝症スペクトラム（ＭＣＨＳ）、運動失調ニューロパチースペクトラム（ＡＮＳ；ミトコンドリア劣性運動失調症候群（ＭＩＲＡＳ）および感覚性運動失調ニューロパチー構音障害および眼筋麻痺（ＳＡＮＤＯ）であって、以前に指称）、ミオクローヌスてんかんミオパチー感覚性運動失調（ＭＥＭＳＡ：てんかんを伴う脊髄小脳性運動失調（ＳＣＡＥ）であって、以前に指称）、センジャーズ症候群、ＭＥＧＤＥＬ症候群（難聴、脳症、およびリー－様症候群を含む３－メチルグルタコン酸尿症としても知られる）、ピアソン症候群、不規則な赤色ぼろ線維を有するミオクローヌスてんかん（ＭＥＲＲＦ）、神経性筋肉の弱化、運動失調および色素性網膜炎（ＮＡＲＰ）、慢性進行性外眼筋麻痺（ＣＰＥＯ)、ミトコンドリア神経胃腸管脳筋症（ＭＮＧＩＥ）症候群、カルニチン欠乏、カルニチン－アシルカルニチントランスロカーゼ（ＣＡＣＴ）欠乏、カルニチンパルミトイルトランスフェラーゼ１Ａ（ＣＰＴ Ｉ）欠乏、カルニチンパルミトイルトランスフェラーゼ（ＣＰＴ ＩＩ）欠乏、クレアチン欠乏症候群、グアニジノ酢酸メチルトランスフェラーゼ（ＧＡＭＴ）欠乏を含むクレアチン欠乏症候群、Ｌ－アルギニン：グリシンアミジノトランスフェラーゼ（ＡＧＡＴ）欠乏、クレアチントランスポーター欠乏（ＳＬＣ６Ａ８－関連クレアチントランスポーター欠乏を含む）、チミジンキナーゼ２欠乏（ＴＫ２Ｄ）、ピルビン酸脱水素酵素複合体欠乏（ＰＤＣＤ）、脂肪酸酸化障害（ＦＡＯＤ）、アシル－ＣｏＡ脱水素酵素９（ＡＣＡＤ９）欠乏を含む脂肪酸酸化障害、複合アシル－ＣｏＡ脱水素酵素欠乏（ＭＡＤＤ）、長鎖アシル－ＣｏＡ脱水素酵素（ＬＣＡＤ）欠乏、長鎖３－ヒドロキシアシル－ＣｏＡ脱水素酵素（ＬＣＨＡＤ)欠乏、中鎖アシル－ＣｏＡ脱水素酵素（ＭＣＡＤ）欠乏、短鎖アシル－ＣｏＡ脱水素酵素（ＳＣＡＤ）欠乏、短鎖３－ヒドロキシアシル－ＣｏＡ脱水素酵素（ＳＣＨＡＤ）欠乏、極長鎖アシル－ＣｏＡ脱水素酵素（ＶＬＣＡＤ）欠乏、コ－エンザイムＱ１０欠乏、および多発性ミトコンドリア機能障害症候群からなる群から選択された１つ以上を含むが、これに制限されない。
【0035】
一部実施形態において、本説明は、対象体におけるミトコンドリア機能を向上させることによって、ミトコンドリア疾患を治療する方法を提供し、これは、次からなる群から選択された１つ以上の化合物の有効量を前記対象体に投与する段階を含む：ジョサマイシン、シプロテロン、シルニジピン、フェロジピン、トラピジル、メチラポン、およびその薬学的に許容可能な塩、異性体、水和物、および互変異性体。
【0036】
一部実施形態において、シプロテロンの薬学的に許容可能な塩はアセテートである。
【0037】
一部実施形態において、ミトコンドリア疾患は、レーベル遺伝性視神経症（ＬＨＯＮ）、ミトコンドリアミオパチー、脳症、乳酸アシドーシス、および脳卒中－様エピソード（ＭＥＬＡＳ）症候群、ミトコンドリア複合体Ｉ欠乏、ミトコンドリア複合体ＩＩ欠乏、ミトコンドリア複合体ＩＩＩ欠乏、ミトコンドリア複合体ＩＶ欠乏、ミトコンドリア複合体Ｖ欠乏、リー症候群、常染色体優性視神経萎縮症（ＡＤＯＡ）、脳幹および脊髄侵入および乳酸上昇を含む白質脳症（ＬＢＳＬ）、ルフト疾患、複合アシル－ＣｏＡ脱水素酵素（ＭＡＤ）欠乏、ミトコンドリアエノイルＣｏＡ還元酵素タンパク質－関連神経変性（ＭＥＰＡＮ）症候群、ミトコンドリアＤＮＡ枯渇症、ミトコンドリア脳症、ピルビン酸カルボキシラーゼ欠乏、ミトコンドリアミオパチー、フリードライヒ運動失調、バルト症候群、致死性乳児心臓脳筋症、シャルコー－マリー－トゥース疾患、乳児乳酸アシドーシス、先天性乳酸アシドーシス（ＣＬＡ）、慢性乳酸アシドーシス、カーンズ－セイヤー症候群（ＫＳＳ）、ミトコンドリア遺伝性糖尿病および難聴（ＭＩＤＤ）、アルパーズ－ハッテンロハー症候群（ＡＨＳ）、小児期筋大脳肝症スペクトラム（ＭＣＨＳ）、運動失調ニューロパチースペクトラム（ＡＮＳ；ミトコンドリア劣性運動失調症候群（ＭＩＲＡＳ）および感覚性運動失調ニューロパチー構音障害および眼筋麻痺（ＳＡＮＤＯ）であって、以前に指称）、ミオクローヌスてんかんミオパチー感覚性運動失調（ＭＥＭＳＡ：てんかんを伴う脊髄小脳性運動失調（ＳＣＡＥ）であって、以前に指称）、センジャーズ症候群、ＭＥＧＤＥＬ症候群（難聴、脳症、およびリー－様症候群を含む３－メチルグルタコン酸尿症としても知られる）、ピアソン症候群、不規則な赤色ぼろ線維を有するミオクローヌスてんかん（ＭＥＲＲＦ）、神経性筋肉の弱化、運動失調および色素性網膜炎（ＮＡＲＰ）、慢性進行性外眼筋麻痺（ＣＰＥＯ)、ミトコンドリア神経胃腸管脳筋症（ＭＮＧＩＥ）症候群、カルニチン欠乏、カルニチン－アシルカルニチントランスロカーゼ（ＣＡＣＴ）欠乏、カルニチンパルミトイルトランスフェラーゼ１Ａ（ＣＰＴ Ｉ）欠乏、カルニチンパルミトイルトランスフェラーゼ（ＣＰＴ ＩＩ）欠乏、クレアチン欠乏症候群、グアニジノ酢酸メチルトランスフェラーゼ（ＧＡＭＴ）欠乏を含むクレアチン欠乏症候群、Ｌ－アルギニン：グリシンアミジノトランスフェラーゼ（ＡＧＡＴ）欠乏、クレアチントランスポーター欠乏（ＳＬＣ６Ａ８－関連クレアチントランスポーター欠乏を含む）、チミジンキナーゼ２欠乏（ＴＫ２Ｄ）、ピルビン酸脱水素酵素複合体欠乏（ＰＤＣＤ）、脂肪酸酸化障害（ＦＡＯＤ）、アシル－ＣｏＡ脱水素酵素９（ＡＣＡＤ９）欠乏を含む脂肪酸酸化障害、複合アシル－ＣｏＡ脱水素酵素欠乏（ＭＡＤＤ）、長鎖アシル－ＣｏＡ脱水素酵素（ＬＣＡＤ）欠乏、長鎖３－ヒドロキシアシル－ＣｏＡ脱水素酵素（ＬＣＨＡＤ)欠乏、中鎖アシル－ＣｏＡ脱水素酵素（ＭＣＡＤ）欠乏、短鎖アシル－ＣｏＡ脱水素酵素（ＳＣＡＤ）欠乏、短鎖３－ヒドロキシアシル－ＣｏＡ脱水素酵素（ＳＣＨＡＤ）欠乏、極長鎖アシル－ＣｏＡ脱水素酵素（ＶＬＣＡＤ）欠乏、コ－エンザイムＱ１０欠乏、および多発性ミトコンドリア機能障害症候群からなる群から選択された１つ以上を含むが、これに制限されない。
【0038】
定義
【0039】
本明細書において使用されるような特定用語の定義は、下記に提供される。他に定義されない限り、本願に使用されたすべての技術および科学用語は、一般的に本技術が属する技術分野の当業者が一般的に理解するものと同一の意味を有する。
【0040】
具体的に言及されるか、文脈上明らかでない限り、本願に使用されるように、用語「約」は当業界の正常な許容誤差範囲内であって、例えば、平均の２標準偏差以内として理解される。約は、明示された値の１０％、９％、８％、７％、６％、５％、４％、３％、２％、１％、０．５％、０．１％、０．０５％、または０．０１％以内として理解され得る。文脈上明らかでない限り、本願に提供されたすべての数値は、用語約に変形され得る。
【0041】
本願に使用されるような用語「生物学的サンプル」は、対象体からのサンプルを指称し、任意の体液、滲出物、組織、または細胞を含む。非－制限的な形態は、血液、血漿、血清、尿、涙、痰、便、唾液、鼻腔綿棒、細胞、例えば、非制限的に末梢血単核球細胞（ＰＢＭＣ）、白血球、および組織サンプル（例えば、生検サンプル）を含む。サンプルは、新鮮であるか、冷凍されるか、別に処理されるか、本願に開示された方法による評価のために保存され得る。
【0042】
本願に使用されるように、用語「向上させる」（または「向上させた」または「向上」）は、臨床結果を含めて有益であるか、所望する結果を収得するためのアプローチである。例えば、向上は、ミトコンドリア生理学のバイオマーカーを正常化することが、対象体に対する最適な結果を達成できないことがあるという点において、ミトコンドリア機能障害として特徴付けられる疾患または病態に苦しむ対象体において有益な効果であり得；このような場合、ミトコンドリア生理学の１つ以上のバイオマーカーの向上、例えば、正常よりも高い水準のＡＴＰが有益であり得るか、正常よりも低い水準の乳酸（ラクテート）がこのような対象体に対して有益であり得る。
【0043】
本願に使用されるように、用語「治療する」(または「治療した」または「治療」)は、臨床結果を含めて有益であるか、所望する結果を収得するためのアプローチである。本説明の目的のために、有益であるか、所望する臨床結果は、疾患、例えば、ミトコンドリア疾患の１つ以上の症状の緩和、疾患、例えば、ミトコンドリア疾患の１つ以上の症状の減少、疾患、例えば、ミトコンドリア疾患の１つ以上の症状の予防、疾患、例えばミトコンドリア疾患の１つ以上の症状の治療、疾患、例えば、ミトコンドリア疾患の１つ以上の症状の好転、疾患の１つ以上の症状の発症、例えば、ミトコンドリア疾患の発症の遅延、疾患の１つ以上の症状の程度、例えば、ミトコンドリア疾患の程度の減少、疾患、例えば、ミトコンドリア疾患の安定化、疾患の進行、例えば、ミトコンドリア疾患の進行の遅延または減速、疾患によって苦しむ対象体の生活の質、例えば、ミトコンドリア疾患によって苦しむ対象体の生活の質の増加、および／または対象体の生存の延長を含むが、これに制限されない。一部実施形態において、例えば、対象体が本願に記載された方法によって活性剤の治療的量を受けた後、ミトコンドリアの酸化的リン酸化の崩壊において観察可能なおよび／または測定可能な減少を示す場合、対象体はミトコンドリア機能障害として特徴付けられる疾患または障害に対して成功的に「治療される」。また、記載されたような医学的疾患および病態の多様な治療または予防モードは、全体的治療または予防を含むが、また、全体的治療または予防未満を含む「実質的」を意味するものと意図され、ここで、一部生物学的または医学的に関連した結果が達成されることを理解しなければならない。
【0044】
本願に使用されるように、用語「有効量」または「治療的有効量」は、明示された機能を向上させるか、例えば、所望するおよび／または有益な機能を向上または増加させ、所望しない機能を減少または低下させるか；症状のうち１つ以上を好転、一時的緩和、弱化および／または遅延させるように明示された疾患、病態、または疾患を治療するために十分な化合物、組成物、または薬物の量を指称する。例えば、ミトコンドリア疾患に関連して、有効量は、ミトコンドリア疾患またはこの潜在的な多重－システム臨床の特徴の一部の発達を遅らせることに十分な量を含む。一部実施形態において、有効量は、再発または進行を予防または遅延させるために十分な量である。有効量は、１つ以上の投与によって投与され得る。例えば、ミトコンドリア疾患の場合、化合物、組成物、または薬物の有効量は、（ｉ）筋肉機能障害をある程度に抑制、遅滞、減速、好ましくは停止させ／させるか；（ｉｉ）神経機能障害をある程度に抑制、遅滞、減速、好ましくは停止させ／させるか；（ｉｉｉ）呼吸機能障害をある程度に抑制、遅滞、減速させ／させるか；（ｉｖ）罹患率をある程度に抑制、遅滞、減速させ／させるか；（ｖ）ミトコンドリア疾患の発生および／または再発を予防または遅延させ／させるか；（ｖｉ）ミトコンドリア疾患を有することに関連した症状のうち１つ以上をある程度に軽減させることができる。
【0045】
本願に使用されたように、薬剤、薬物、または化合物の対象体に対する「投与」は、この意図された機能を遂行するために、薬剤、薬物、または化合物を対象体に導入または伝達する任意の経路を含む。本説明の目的のために、投与は、非制限的に静脈内、門脈内、動脈内、腹腔内、肝臓内、肝臓動脈注入により、小胞内、皮下、脊髄腔内、肺内、筋肉内、気管内、眼球内、経皮的、皮内、局部的、経口的、または吸入によって遂行される。投与は、自己－投与および他人による投与を含む。本願に使用されたように、用語「対象体」(または「対象体ら」)は、ヒトまたは非－ヒト対象体、例えば、非制限的に非－ヒト霊長類、犬、猫、馬、齧歯類、ウサギなどであり得る。
【0046】
本願に記載された本説明の形態および実施形態は、形態および実施形態から「なる」および／または「本質的にこれからなる」を含むものとして理解される。
【0047】
本願および添付された請求の範囲に使用されたように、単数形態「（単数形）」は、文脈が別途明白に指示しない限り、複数の指示対象を含む。
【0048】
活性成分化合物および組成物
【0049】
実施形態において、ジョサマイシン、シプロテロン、シルニジピン、フェロジピン、トラピジル、メチラポン、およびその薬学的に許容可能な塩、異性体、水和物、および互変異性体からなる群から選択された１つ以上が活性成分として使用される。
【0050】
薬学的に許容可能な塩は、ヒトおよび／または動物に薬物または医薬として投与され得、投与時に遊離化合物（中性化合物または非－塩化合物）の生物学的活性の少なくとも一部を維持する塩である。羅列された化合物の所望する塩は、化合物を酸で処理することによって当業者に知られた方法により製造され得る。無機酸の形態は、塩酸、臭化水素酸、硫酸、硝酸、およびリン酸を含むが、これに制限されない。有機酸の形態は、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、グリコール酸、ピルビン酸、シュウ酸、マレイン酸、マロン酸、コハク酸、フマル酸、酒石酸、クエン酸、安息香酸、ケイ皮酸、マンデル酸、スルホン酸、およびサリチル酸を含むが、これに制限されない。アミノ酸と塩基性ペプチドの塩、例えば、アスパラギン酸塩およびグルタミン酸塩も製造され得る。酸性ペプチドの所望する塩は、化合物を塩基で処理することによって当業者に知られた方法により製造され得る。酸性ペプチドの無機塩の形態は、アルカリ金属およびアルカリ土類塩、例えば、ナトリウム塩、カリウム塩、マグネシウム塩、亜鉛塩、銅塩、第２鉄塩、およびカルシウム塩；アンモニウム塩；およびアルミニウム塩を含むが、これに制限されない。酸性ペプチドの有機塩の形態は、プロカイン、ジベンジルアミン、Ｎ－エチルピペリジン、Ｎ，Ｎ’－ジベンジルエチレンジアミン、およびトリエチルアミン塩を含むが、これに制限されない。アミノ酸と酸性ペプチドの塩、例えば、リシン塩も製造され得る。
【0051】
一部実施形態において、シプロテロンの薬学的に許容可能な塩はアセテートである。
【0052】
２つ以上の活性成分が使用される場合、活性成分は、個別的に、順次的または同時に存在し得る。本願に使用されたように、用語「個別的に」は、異なる経路によって同一の時間または実質的に同一の時間に２つ以上の活性成分の投与を指称する。本願に使用されるように、用語「順次的に」は、投与経路が同一または相違、相違する時間に２つ以上の活性成分の投与を指称する。特に、順次的使用は、他の活性成分または他の活性成分の投与が始まる前に活性成分のうち１つの全体投与を指称する。したがって、他の活性成分または成分を投与する前に、活性成分のうち１つを数分、数時間、または数日にわたって投与することが可能である。本願に使用されるように、用語「同時に」は、同一の経路によって、および同一の時間に、または実質的に同一の時間に２つ以上の活性成分の投与を指称する。
【0053】
本願に記載された活性剤は、本願に記載された医学的疾患または病態、例えば、ミトコンドリア機能障害に関連した病態および症状の治療または予防のために、対象体に単独または併用して投与するための薬学組成物に混入され得る。このような組成物は、典型的には活性剤（例えば、ジョサマイシン、シプロテロン、シルニジピン、フェロジピン、トラピジル、メチラポン、およびその薬学的に許容可能な塩、異性体、水和物、および互変異性体）および薬学的に許容可能な担体を含む。本願に使用されるように、用語「薬学的に許容可能な担体」は、薬学的投与に常用可能な塩水、溶媒、分散媒、コーティング剤、抗バクテリア剤および抗真菌剤、等張剤および吸収遅延剤などを含む。補充活性化合物も組成物に混入され得る。
【0054】
薬学組成物は、典型的にその意図された投与経路に常用可能なように製剤化される。投与経路の形態は、非経口（例えば、静脈内、皮内、腹腔内、または皮下）、経口、吸入、経皮（局所）、眼内、イオン泳動、および経粘膜投与を含む。非経口、皮内、または皮下適用に使用される溶液または懸濁液は、次の構成要素を含むことができる：滅菌希釈剤、例えば、注射用水、生理食塩水、固定油、ポリエチレングリコール、グリセリン、プロピレングリコール、またはその他の合成溶媒；抗バクテリア剤、例えば、ベンジルアルコール、メチルパラベン；酸化防止剤、例えば、アスコルビン酸またはバイサルファイトナトリウム；キレート剤、例えば、エチレンジアミン四酢酸；緩衝液、例えば、アセテート、クエン酸塩、またはリン酸塩、および緊張性調整剤、例えば、塩化ナトリウムまたはデキストロース。ｐＨは、酸または塩基、例えば、塩酸またはナトリウムヒドロキシドで調整され得る。非経口製剤は、アンプル、使い捨てシリンジ、またはガラスまたはプラスチックで作られた多重用量バイアルに同封され得る。患者または治療する医師の便宜のために、投薬剤形は、治療過程（例えば、１週間の治療）に必要なすべての装備（例えば、薬物バイアル、希釈剤バイアル、シリンジ、および針）を含むキットで提供され得る。
【0055】
注射用に適合した薬学組成物は、滅菌注射用溶液または分散液の即時製造のための滅菌水溶液（水溶性の場合）または分散液および滅菌粉末を含むことができる。静脈内投与の場合、適格な担体は、生理食塩水、静菌水、クレモフォール（Ｃｒｅｍｏｐｈｏｒ）、またはリン酸緩衝生理食塩水（ＰＢＳ）を含む。すべての場合、非経口投与用組成物は、滅菌でなければならず、容易な注入可能性（ｓｙｒｉｎｇａｂｉｌｉｔｙ）が存在する程度に流動的でなければならない。製造および保管条件のもとにおいて安定的でなければならず、微生物、例えば、バクテリアおよび真菌の汚染作用に対して保存されなければならない。
【0056】
組成物は、例えば、水、エタノール、ポリオール（例えば、グリセロール、プロピレングリコール、液体ポリエチレングリコールなど）、およびこれらの適切な混合物を含む溶媒または分散媒であり得る担体を含むことができる。
【0057】
組成物は、多様な抗バクテリア剤および抗真菌剤、例えば、パラベン、クロロブタノール、フェノール、アスコルビン酸、およびチオメラソルなどを含むことができる。酸化を防止するためにグルタチオンおよびその他の抗酸化剤を含むことができる。組成物は、また、等張剤、例えば、糖、ポリアルコール、例えば、マンニトール、ソルビトール、または塩化ナトリウムを組成物に含むことができる。注射可能な組成物は、吸収を遅延させる薬剤、例えば、モノステアリン酸アルミニウムまたはゼラチンを含み、吸収を延長させることができる。
【0058】
組成物は、必要な量の活性成分化合物を必要に応じて、前記に列挙した成分のうち１つまたは組み合わせと共に適切な溶媒に混入した後、濾過滅菌することによって製造され得る滅菌注射溶液であり得る。例えば、分散液は、活性化合物を、基本分散媒および前記列挙したものから必要な他の成分を含む滅菌ビークルに混入することによって製造される。滅菌注射溶液の製造のための滅菌粉末の場合、典型的な製造方法は、真空乾燥および凍結乾燥を含み、これは活性成分に加えて、事前に濾過－滅菌溶液から任意の追加的に所望する成分の粉末を生産することができる。
【0059】
経口組成物は、一般的に不活性希釈剤または食用担体を含む。経口治療的投与の目的のために、活性化合物は、賦形剤と混入され得、錠剤、トローチ、またはカプセル、例えば、ゼラチンカプセルの形態として使用され得る。経口組成物は、また、口腔洗浄剤として使用するための流体担体を使用して製造することができる。薬学的に相溶性である結合剤および／またはアジュバント材料が組成物の一部として含められ得る。錠剤、丸剤、カプセル、およびトローチなどは、次の成分または類似した性質の化合物のうち任意のものを含むことができる：バインダー、例えば、微晶質セルロース、トラガカントゴムまたはゼラチン；賦形剤、例えば、デンプンまたはラクトース、崩壊剤、例えば、アルギン酸、プリモゲル、またはトウモロコシデンプン；潤滑剤、例えば、ステアリン酸マグネシウムまたはステロテス；滑沢剤、例えばコロイド状二酸化ケイ素；甘味剤、例えば、スクロース、トレハロース、またはサッカリン；または、香味剤、例えば、ペパーミント、サリチル酸メチル、またはシトラス（オレンジ）、またはその他の果物（グレープフルーツ、ブドウ、リンゴ、およびパイナップルなど）の香味剤。
【0060】
吸入による投与の場合、本技術の活性剤、例えば、芳香族－陽イオン性ペプチドは、適切な推進剤、例えば、気体、例えば、二酸化炭素を含む加圧容器またはディスペンサーからのエアロゾールスプレーまたは噴霧器形態で伝達され得る。
【0061】
本願に記載されたような本技術の活性剤、例えば、芳香族－陽イオン性ペプチドの全身投与も、経粘膜または経皮手段によるものであり得る。経粘膜または経皮投与の場合、浸透する障壁に対する適切な浸透剤が製剤に使用される。このような浸透剤は、一般的に当業界で知られており、例えば、経粘膜投与の場合、洗浄剤、胆汁塩、およびフシジン酸誘導体を含む。経粘膜投与は、鼻腔スプレーの使用を通じて遂行され得る。経皮投与の場合、活性化合物は、当業界で一般的に知らたように、軟膏、膏薬、ゲル、またはクリームとして製剤化される。一実施形態において、経皮投与は、イオン泳動法によって遂行され得る。
【0062】
活性化合物は、担体システムとして製剤化され得る。担体は、コロイドシステムであり得る。コロイドシステムは、リン脂質二重層ビークルであるリポソームであり得る。一実施形態において、治療剤、例えば、芳香族－陽イオン性ペプチドは、ペプチドの完全性を維持しつつリポソームにカプセル化される。当業者は、リポソームを製造する多様な方法があることを理解するであろう。リポソーム製剤は、クリアランスを遅延させ、細胞性摂取を増加させ得る。例えば、Ｒｅｄｄｙ，Ａｎｎ．Ｐｈａｒｍａｃｏｔｈｅｒ．，３４（７－８）：９１５－９２３（２０００））を参考にする。活性化合物は、また、非制限的に可溶性、不溶性、透過性、不透過性、生分解性、または胃滞留ポリマーまたはリポソームを含む薬学的に許容可能な成分から製造された粒子にローディングされ得る。このような粒子には、ナノ粒子、生分解性ナノ粒子、マイクロ粒子、生分解性マイクロ粒子、ナノ球体、生分解性ナノ球体、マイクロスフェア、生分解性マイクロスフェア、カプセル、エマルジョン、リポソーム、ミシェル、およびウイルスベクトルシステムを含むが、これに制限されない。
【0063】
ポリマーマイクロスフェアの持続放出剤型の形態は、例えば、ＰＣＴ公開公報ＷＯ９９／１５１５４号（Ｔｒａｃｙなど）、米国特許第５，６７４，５３４号および第５，７１６，６４４号（両方ともＺａｌｅなど）に記載されている。
【0064】
一部実施形態において、活性化合物は、移植体およびマイクロカプセル化された送達システムを含み、身体からの迅速な除去に対して活性化合物を保護する担体、例えば、制御放出製剤と共に製造され得る。生分解性、生体適合性ポリマー、例えば、エチレン酢酸ビニル、ポリ無水物、ポリグリコール酸、コラーゲン、ポリオルトエステル、およびポリ乳酸を使用することができる。このような剤型は、知られた技術を使用して製造され得る。
【0065】
典型的には、治療的または予防的効果を達成するために十分な活性化合物の有効量は、１日当たり体重１キログラム当たり約０．０００００１ｍｇないし１日当たり体重１キログラム当たり約１０，０００ｍｇの範囲である。適切には、投与量の範囲は、１日当たり体重１キログラム当たり約０．０００１ｍｇないし１日当たり体重１キログラム当たり約１００ｍｇである。一実施形態において、活性化合物の単一投与量は、体重１ｋｇ当たり０．００１－１０，０００マイクログラムの範囲である。
【0066】
本発明のこれらおよび他の形態および利点は、後続する詳細な説明および添付された請求の範囲から明らかになるだろう。本願に記載された多様な実施形態の特性のうち１つまたはすべては、本説明の他の実施形態を形成するために組み合わされ得ることを理解しなければならない。
【0067】
実施形態
【0068】
現在開示される主題は、制限ではなく、現在開示される主題の例示として提供される次の実施形態を参照してより確かに理解されるであろう。
【0069】
実施形態１：ＡＩ技術を用いたミトコンドリア疾患に対する用途変更された薬物化合物の発見
【0070】
方法
【0071】
ミトコンドリア機能の向上および／またはミトコンドリア疾患（ら）の治療に適切な化合物をスクリーニングするために、４百万個の既存化合物にＡＩ－基盤のインシリコアプローチを適用した。知られた化合物に適用されたミトコンドリア疾患に対する活性化合物をスクリーニングするためのインシリコアプローチは、以下の通りである。
【0072】
モジュール１－グラフィック知識データベース
【0073】
モジュール２－遺伝子の薬物－摂動された転写発現パターンに基づく薬物用途変更モデル
【0074】
モジュール３－モジュール２の病態生理的特性－具現された潜在空間のクラスタリングモデル
【0075】
モジュール４－構造的および薬物－様類似性に基づく薬物用途変更モデル
【0076】
モジュール５－薬物－中心情報検索モデル
【0077】
第１シードグループ
【0078】
ＡＩ－基盤の薬物用途変更モデルにシード化合物として適用するために、ミトコンドリア生合成（ｂｉｏｇｅｎｅｓｉｓ）を増加させるものとして知られたベザフィブラート、クルクミン、およびレスベラトロールの３つの治療的化合物を文献（Ｈｉｒａｎｏ Ｍ ｅｔ ａｌ．，Ｅｍｅｒｇｉｎｇ ｔｈｅｒａｐｉｅｓ ｆｏｒ ｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａｌ ｄｉｓｅａｓｅｓ．Ｅｓｓａｙｓ Ｂｉｏｃｈｅｍ．２０１８；６２（３）：４６７－４８１；ＥＬ－Ｈａｔｔａｂ ＡＷ ｅｔ ａｌ．，Ｔｈｅｒａｐｉｅｓ ｆｏｒ ｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａｌ ｄｉｓｅａｓｅｓ ａｎｄ ｃｕｒｒｅｎｔ ｃｌｉｎｉｃａｌ ｔｒｉａｌｓ．Ｍｏｌ Ｇｅｎｅｔ Ｍｅｔａｂ．２０１７；１２２（３）：１－９；Ｎｉｇｈｔｉｎｇａｌｅ Ｈ．ｅｔ ａｌ．，Ｅｍｅｒｇｉｎｇ ｔｈｅｒａｐｉｅｓ ｆｏｒ ｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａｌ ｄｉｓｅａｓｅｓ．Ｂｒａｉｎ．２０１６；１３９（６）：１６３３－１６４８）から選択した。
【0079】
追加として、追加の４つの薬物であるアシピモックス、ピオグリタゾン、ロシグリタゾン、およびバレニクリンをモジュールＩによって選択し、第１シードグループにおいてミトコンドリア生合成に対する特性を向上させるために第１シードグループに添加した。モジュール１において提案された４つの薬物は、薬物－標的、薬物－経路、および疾患－経路の側面において前記３つの薬物（ベザフィブラート、クルクミン、およびレスベラトロール）と類似した連結特性を有している。
【0080】
ミトコンドリア病態生理学に関するこのような化合物の関連性は、文献によって証明され；アシピモックスは、臨床研究におけるＮＡＤ＋前駆体として筋肉ミトコンドリア機能に有益な効果を示し（ｖａｎ ｄｅ Ｗｅｉｊｅｒ Ｔ ｅｔ ａｌ．，Ｅｖｉｄｅｎｃｅ ｆｏｒ ａ ｄｉｒｅｃｔ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｔｈｅ ＮＡＤ＋ ｐｒｅｃｕｒｓｏｒ ａｃｉｐｉｍｏｘ ｏｎ ｍｕｓｃｌｅ ｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａｌ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｉｎ ｈｕｍａｎｓ．Ｄｉａｂｅｔｅｓ．２０１５；６４（４）：１１９３－１２０１）、高齢男性の筋肉性能に関する以前の臨床研究（ＮＣＴ０２７９２６２１）の肯定的な結果以降、阻害されたミトコンドリア機能を有する筋肉性能に関する新たな臨床研究（ＮＣＴ０３３２５４９１）に進入した。ピオグリタゾンおよびロシグリタゾンは、脂肪組織、およびフリードライヒ運動失調およびダウン症候群を有する患者細胞においてペルオキシソーム増殖因子－活性化された受容体（ＰＰＡＲ）ガンマアゴニストとしてミトコンドリア生合成を誘導するものとして報告された（Ｂｏｇａｃｋａ Ｉ．ｅｔ ａｌ．，Ｐｉｏｇｌｉｔａｚｏｎｅ Ｉｎｄｕｃｅｓ Ｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａｌ Ｂｉｏｇｅｎｅｓｉｓ ｉｎ Ｈｕｍａｎ Ｓｕｂｃｕｔａｎｅｏｕｓ Ａｄｉｐｏｓｅ Ｔｉｓｓｕｅ Ｉｎ Ｖｉｖｏ．Ｄｉａｂｅｔｅｓ．２００５；５４（５）：１３９２－１３９９；Ａｒａｎｃａ ＴＶ．ｅｔ ａｌ．，Ｅｍｅｒｇｉｎｇ ｔｈｅｒａｐｉｅｓ ｉｎ Ｆｒｉｅｄｒｅｉｃｈ’ｓ ａｔａｘｉａ．Ｎｅｕｒｏｄｅｇｅｎｅｒ Ｄｉｓ Ｍａｎａｇ．２０１６；６（１）：４９－６５；Ｍｏｌｌｏ Ｎ．ｅｔ ａｌ．，Ｐｉｏｇｌｉｔａｚｏｎｅ Ｉｍｐｒｏｖｅｓ Ｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａｌ Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｂｉｏｅｎｅｒｇｅｔｉｃｓ ｉｎ Ｄｏｗｎ Ｓｙｎｄｒｏｍｅ Ｃｅｌｌｓ．Ｆｒｏｎｔ Ｇｅｎｅｔ．２０１９；１０）。バレニクリンは、ニコチン性アセチルコリン受容体のアルファ４／ベータ２下位類型の部分アゴニストである。バレニクリン（ＮＣＴ００８０３８６８）およびピオグリタゾン（ＮＣＴ００８１１６８１）の臨床試験をコーディングしたタンパク質が、ミトコンドリア呼吸複合体に必須の役割を果たすＦＸＮの遺伝的欠陥がある神経退行性運動疾患であるフリードライヒ運動失調症に対して遂行した。したがって、この４つの治療化合物（アシピモックス、ピオグリタゾン、ロシグリタゾン、およびバレニクリン）を前述した３つの知られた治療化合物（ベザフィブラート、クルクミン、およびレスベラトロール）と共にミトコンドリア生合成シードグループに指定した。
【0081】
第２シードグループおよび第３シードグループ
【0082】
報告されたミトコンドリア疾患に対する臨床試験において発見された治療的分子を収集し、１３個の分子を第２シードグループとして選択した（表１）。
【0083】
【表1】
【0084】
報告された臨床試験薬物の本シードグループは、抗酸化剤、ミトコンドリア生合成促進剤、およびＮＡＤ＋調整因子からなり、抗酸化および酸化的ストレス－調整化合物が最も多かった。
【0085】
ミトコンドリア生物学の最近の病理学的、生理学的、および薬学的発展を補完するために、第３シードグループを追加的に準備した。神経退行性疾患、酸化的ストレス－誘導された疾患、または代謝疾患に関して報告された前臨床および臨床試験の薬物化合物をモジュール１に適用して、ミトコンドリア作用メカニズム（ＭＯＡ）を有する化合物を識別した。モジュール１に使用された疾患は、非制限的にパーキンソン疾患、アルツハイマー疾患、筋萎縮性側索硬化症、多発性硬化症、虚血再灌流傷害、ＮＡＳＨ、心血管疾患、慢性閉塞性肺疾患、慢性腎疾患、および糖尿病を含むものである。また、最近報告されたミトコンドリア疾患の標的のために設計された治療的分子をモジュール１において調査した。ミトコンドリア疾患の療法に関して注目される最近生じた標的は、ＤＲＰ１阻害剤、５－リポキシゲナーゼ阻害剤、ＳＩＲＴ１活性化剤、ＰＡＲＰ－１阻害剤、およびＮＲＦ２活性化剤を含むが、これに制限されない。その結果、モジュール１により提案された治療的分子のうち、インビボモデルにおいてミトコンドリアＭＯＡが立証された１０個の化合物をミトコンドリアＭＯＡシードグループ（第３シードグループ）として選定した。これらはイメグリミン（Ｖｉａｌ Ｇ．ｅｔ ａｌ．，Ｉｍｅｇｌｉｍｉｎ Ｎｏｒｍａｌｉｚｅｓ Ｇｌｕｃｏｓｅ Ｔｏｌｅｒａｎｃｅ ａｎｄ Ｉｎｓｕｌｉｎ Ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ ａｎｄ Ｉｍｐｒｏｖｅｓ Ｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａｌ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｉｎ Ｌｉｖｅｒ ｏｆ ａ Ｈｉｇｈ－Ｆａｔ，Ｈｉｇｈ－Ｓｕｃｒｏｓｅ Ｄｉｅｔ Ｍｉｃｅ Ｍｏｄｅｌ．Ｄｉａｂｅｔｅｓ．２０１５；６４（６）：２２５４－２２６４）、ブラカメシン（Ｍｉｓｓｌｉｎｇ ＣＵ，ＡＮＡＶＥＸ ２－７３，ａ Ｃｌｉｎｉｃａｌ Ｃａｎｄｉｄａｔｅ ｆｏｒ Ｎｅｕｒｏｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｌ Ｄｉｓｏｒｄｅｒｓ：Ｎｅｗ ｄａｔａ Ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ＡｎＣ－Ｓｅｉｚｕｒｅ ｄａｔａ ｉｎ Ａｎｇｅｌｍａｎ Ｓｙｎｄｒｏｍｅ．：２４）、イスラジピン（Ｇｕｚｍａｎ ＪＮ，ｅｔ ａｌ．，Ｓｙｓｔｅｍｉｃ ｉｓｒａｄｉｐｉｎｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｄｉｍｉｎｉｓｈｅｓ ｃａｌｃｉｕｍ－ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａｌ ｏｘｉｄａｎｔ ｓｔｒｅｓｓ． Ｊ Ｃｌｉｎ Ｉｎｖｅｓｔ．２０１８；１２８（６）：２２６６－２２８０）、ラトレピルジン（Ｅｃｋｅｒｔ ＳＨ，ｅｔ ａｌ．，Ｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａｌ Ｐｈａｒｍａｃｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｄｉｍｅｂｏｎ（Ｌａｔｒｅｐｉｒｄｉｎｅ）Ｃａｌｌｓ ｆｏｒ ａ Ｎｅｗ Ｌｏｏｋ ａｔ ｉｔｓ Ｐｏｓｓｉｂｌｅ Ｔｈｅｒａｐｅｕｔｉｃ Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｉｎ Ａｌｚｈｅｉｍｅｒ’ｓ Ｄｉｓｅａｓｅ．Ａｇｉｎｇ Ｄｉｓ．２０１８；９（４）：７２９－７４４）、レスベラトロール（Ｄｅｃｕｉ Ｌ，ｅｔ ａｌ．，Ｍｉｃｒｏｎｉｚｅｄ ｒｅｓｖｅｒａｔｒｏｌ ｓｈｏｗｓ ｐｒｏｍｉｓｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔｓ ｉｎ ａ ｓｅｉｚｕｒｅ ｍｏｄｅｌ ｉｎ ｚｅｂｒａｆｉｓｈ ａｎｄ ｓｉｇｎａｌｉｚｅｓ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ａｄｖａｎｃｅ ｉｎ ｅｐｉｌｅｐｓｙ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ．Ｅｐｉｌｅｐｓｙ Ｒｅｓ．２０２０；１５９：１０６２４３）、ニコチンアミド（Ｂａｙｒａｋｄａｒ ＥＴ，ｅｔ ａｌ．，Ｅｘ ｖｉｖｏ ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｎｉｃｏｔｉｎａｍｉｄｅ ａｎｄ ３－ａｍｉｎｏｂｅｎｚａｍｉｄｅ ｏｎ ｒａｔ ｓｙｎａｐｔｏｓｏｍｅｓ ｔｒｅａｔｅｄ ｗｉｔｈ Ａβ（１－４２）．Ｃｅｌｌ Ｂｉｏｃｈｅｍ Ｆｕｎｃｔ．２０１４；３２（７）：５５７－５６４）、Ｍｄｉｖｉ－１（Ｂｉｄｏ Ｓ， ｅｔ ａｌ．，Ｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａｌ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｉｎｈｉｂｉｔｏｒ－１ ｉｓ ｎｅｕｒｏｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ ｉｎ ｔｈｅ Ａ５３Ｔ－α－ｓｙｎｕｃｌｅｉｎ ｒａｔ ｍｏｄｅｌ ｏｆ Ｐａｒｋｉｎｓｏｎ’ｓ ｄｉｓｅａｓｅ．Ｓｃｉ Ｒｅｐ．２０１７；７）、ＣＮＢ－００１（Ｊａｙａｒａｊ ＲＬ,ｅｔ ａｌ．，ＣＮＢ－００１ ａ ｎｏｖｅｌ ｃｕｒｃｕｍｉｎ ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅ，ｇｕａｒｄｓ ｄｏｐａｍｉｎｅ ｎｅｕｒｏｎｓ ｉｎ ＭＰＴＰ ｍｏｄｅｌ ｏｆ Ｐａｒｋｉｎｓｏｎ’ｓ ｄｉｓｅａｓｅ．Ｂｉｏｍｅｄ Ｒｅｓ Ｉｎｔ．２０１４；２０１４：２３６１８２）、ＣＰＵＹ１９２０１８（Ｌｕ Ｍ－Ｃ，ｅｔ ａｌ．，ＣＰＵＹ１９２０１８，ａ ｐｏｔｅｎｔ ｉｎｈｉｂｉｔｏｒ ｏｆ ｔｈｅ Ｋｅａｐ１－Ｎｒｆ２ ｐｒｏｔｅｉｎ－ｐｒｏｔｅｉｎ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ，ａｌｌｅｖｉａｔｅｓ ｒｅｎａｌ ｉｎｆｌａｍｍａｔｉｏｎ ｉｎ ｍｉｃｅ ｂｙ ｒｅｓｔｒｉｃｔｉｎｇ ｏｘｉｄａｔｉｖｅ ｓｔｒｅｓｓ ａｎｄ ＮＦ－κＢ ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ．Ｒｅｄｏｘ Ｂｉｏｌ．２０１９；２６；Ｌｕ Ｍ－Ｃ，ｅｔ ａｌ．，Ａｎ ｉｎｈｉｂｉｔｏｒ ｏｆ ｔｈｅ Ｋｅａｐ１－Ｎｒｆ２ ｐｒｏｔｅｉｎ－ｐｒｏｔｅｉｎ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ ｐｒｏｔｅｃｔｓ ＮＣＭ４６０ ｃｏｌｏｎｉｃ ｃｅｌｌｓ ａｎｄ ａｌｌｅｖｉａｔｅｓ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｃｏｌｉｔｉｓ．Ｓｃｉ Ｒｅｐ．２０１６；６））、および化合物１４（Ｍａ ｂ，ｅｔ ａｌ．，Ｄｅｓｉｇｎ，ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ａｎｄ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｎｏｖｅｌ，ｏｒａｌｌｙ ｂｉｏａｖａｉｌａｂｌｅ ｎｏｎ－ｃｏｖａｌｅｎｔ Ｎｒｆ２ ａｃｔｉｖａｔｏｒｓ．Ｂｉｏｏｒｇａｎｉｃ ＆ Ｍｅｄｉｃｉｎａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ Ｌｅｔｔｅｒｓ．Ｐｕｂｌｉｓｈｅｄ ｏｎｌｉｎｅ Ｄｅｃｅｍｂｅｒ ２，２０１９：１２６８５２）である。
【0086】
薬物－摂動された転写類似性を使用することによるミトコンドリア疾患の治療効能に対する候補薬物化合物の判定
【0087】
ミトコンドリア生合成シードグループ（第１シードグループ）をモジュール２およびモジュール３に適用した。モジュール２は、Ｂｒｏａｄ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ＬＩＮＣＳプロジェクトから収得した薬物－摂動された遺伝子発現データセットを訓練することによって、転写類似性に基づく薬物使用変更モデルである（Ｓｕｂｒａｍａｎｉａｎ Ａ．，ｅｔ ａｌ．，Ａ Ｎｅｘｔ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｖｉｔｙ Ｍａｐ：Ｌ１０００ Ｐｌａｔｆｏｒｍ Ａｎｄ Ｔｈｅ Ｆｉｒｓｔ １，０００，０００ Ｐｒｏｆｉｌｅｓ．ｂｉｏＲｘｉｖ．Ｐｕｂｌｉｓｈｅｄ ｏｎｌｉｎｅ Ｍａｙ １０，２０１７：１３６１６８；Ｍｕｓａ Ａ．，ｅｔ ａｌ．，Ｌ１０００ Ｖｉｅｗｅｒ：Ａ Ｓｅａｒｃｈ Ｅｎｇｉｎｅ ａｎｄ Ｗｅｂ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ＬＩＮＣＳ Ｄａｔａ Ｒｅｐｏｓｉｔｏｒｙ．Ｆｒｏｎｔ Ｇｅｎｅｔ．２０１９；１０）。ＬＩＮＣＳライブラリーにおいて、１１，０００個超過の薬物の新たな用途を予測する。ミトコンドリア疾患がモジュール２の薬物適応症システムに分類されなかったため、モジュール３を生成した。モジュール３において、最適化されたハイパー－パラメータ下のモジュール２の潜在空間における薬物摂動された遺伝子発現データのそれぞれに与えられたベクトルを訓練およびクラスタリングした。クラスター内の薬物の遺伝子発現データの分布パターンおよび頻度をスコアリングシステムに反映した。結果として、シード化合物の薬物－摂動された転写類似性を使用することによって、モジュール３からいわゆる隣接化合物を抽出した。実際には、シード化合物および隣接化合物間の薬物－標的類似性は、抗癌薬物と知られたターゲットからなる癌検証セットをモジュール３に適用してインシリコにおいて検証した。
【0088】
構造的および薬物－様類似性を使用することによるミトコンドリア疾患の治療効能に対する候補薬物化合物の判定
【0089】
モジュール４を、公開データベースから物理的活動を含む約４百万個のＳＭＩＬＥＳストリングのデータセットを使用することによって構成した。モジュール４のディープラーニングアルゴリズムは、化合物の構造的および薬物―様類似性を具現する潜在化学空間を生成し、これを通じてシード化合物から所望する特性を有する隣接化合物を発見することができる。
【0090】
臨床試験シードグループ（第２シードグループ）およびミトコンドリアＭＯＡシードグループ（第３シードグループ）をモジュール４に適用した。臨床試験シードグループからの薬物化合物をコサイン距離の計算によって選択し、ミトコンドリアＭＯＡシードグループからの薬物化合物リストをコサイン距離およびユークリッド距離両方をコンピューティングすることによって抽出した。それぞれのシードの隣接化合物を、これらのＳＭＩＬＥＳをＣＡＳ登録番号とマッピングすることによって識別した。ＣＡＳ登録番号のない化合物をリストから除いた。
【0091】
フィルタリング
【0092】
すべての隣接化合物をモジュール５に適用して、これを通じて研究者が科学文献および特許から薬物－中心情報を検索できるようになった。モジュール５においては、ミトコンドリア呼吸連鎖反応の機能障害による１次ミトコンドリア疾患に対する治療剤として報告されたか、毒性試験によってミトコンドリア毒性を有するものとして立証されたか、ミトコンドリア疾患を有する患者または非制限的に細胞性イベント、例えば、アポトーシス、ＲＯＳ生産、およびミトコンドリア呼吸複合体の阻害を含むミトコンドリア機能および／またはミトコンドリア恒常性に毒性があるものとして報告された化合物を除いた。追加的には、毒性が報告された薬物や薬物開発に脆弱点を有する薬物、例えば、前臨床段階の薬物、非経口投与の薬物、購入可能ではない薬物、および深刻な副作用を有する薬物を除いた。
【0093】
結果
【0094】
隣接化合物リストを、ミトコンドリア疾患またはミトコンドリア－関連疾患に対する治療的および／または起電的活性に関して２７個のシード化合物を使用してＳＴＡＮＤＩＧＭ ＡＩ－基盤の薬物用途変更工程を通じて抽出した。
【0095】
濾過工程後、３つの薬物化合物（即ち、ジョサマイシン、シプロテロン、およびシルニジピン）を臨床試験シードグループとの構造的類似性を使用するアプローチを通じて選択し、３つの薬物化合物（即ち、フェロジピン、トラピジル、およびメチラポン）をミトコンドリアＭＯＡシードグループとの構造的類似性を使用するアプローチを通じて選択した。
【0096】
表２は、それぞれのアプローチから選択された６つの化合物をＩＵＰＡＣ名称および化学的構造と共に図示する。以下の実施形態２において、シプロテロンを塩形態として試験し、この塩形態も表２に記載した。しかし、６つの化合物の薬学的に許容可能な塩は、表２に記載された塩形態に制限されない。
【0097】
【表2】
【0098】
実施形態２：ミトコンドリア疾患の治療効能に対するＡＩ－発見薬物化合物のインビトロ検証
【0099】
方法
【0100】
細胞培養および化学的処理
【0101】
ＳＨ－ＳＹ５Ｙヒト神経芽細胞腫の細胞を３７℃／５％のＣＯ２において、１０％のウシ胎児血清（ＦＢＳ）、１００Ｕ／ｍｌのペニシリン、および１００μｇ／ｍｌのストレプトマイシンで補充されたダルベッコ改変イーグル培地（ＤＭＥＭ）／Ｆ１２（完全培地、ＣＭ）において培養した。５×１０４個の細胞／ウェルにシーディングされた細胞を９６－ウェルプレートにおいて２４時間培養した後、血清－欠乏培地（ＳＤＭ、０．５％のＦＢＳを含むＤＭＥＭ／Ｆ１２）において１６時間恒温処理した。ＳＤＭ中の細胞をそれぞれの化学物質で４時間前－処理した後、１ｍＭのミトコンドリア複合体Ｉの阻害剤（ＭＰＰ＋）またはジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）ビークルと２０時間恒温処理した。
【0102】
細胞生存力アッセイ－メチルチアゾールテトラゾリウム（ＭＴＴ）アッセイ
【0103】
ＭＴＴアッセイは、生きている細胞においてＭＴＴをホルマザンに還元させるミトコンドリアＮＡＤ（Ｐ）Ｈ－依存的酸化還元酵素活性の尺度である。したがって、ＭＴＴアッセイは、ミトコンドリア代謝率を測定することによって、生存可能な細胞の量を検査し（Ｒａｉ Ｙ．ｅｔ ａｌ．，Ｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａｌ ｂｉｏｇｅｎｅｓｉｓ ａｎｄ ｍｅｔａｂｏｌｉｃ ｈｙｐｅｒａｃｔｉｖａｔｉｏｎ ｌｉｍｉｔｓ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ＭＴＴ ａｓｓａｙ ｉｎ ｔｈｅ ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｒａｄｉａｔｉｏｎ ｉｎｄｕｃｅｄ ｇｒｏｗｔｈ ｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎ，Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｒｅｐｏｒｔｓ．２０１８；８（１）：１５３１）、これは細胞の代謝生存力を示す。９６－ウェルプレートのＳＤＭ中のＳＨ－ＳＹ５Ｙ細胞（２．５×１０４個の細胞／ウェル）を前段落に示すように化学物質によって処理し、４時間３－（４,５ジメチルチアゾール－２－イル）－２,５－ジフェニル－テトラゾリウムブロミド（ＭＴＴ、Ｓｉｇｍａ）溶液（ＰＢＳ中０．２ｍｇ／ｍｌ ＭＴＴ）によって追加で恒温処理した。生きている細胞によって形成されたＭＴＴホルマザン沈殿物を０．０４Ｎ ＨＣｌ／イソプロパノール１００μｌに溶解させた。５４０ｎｍにおける吸光度をＥＬＩＳＡマイクロプレートリーダー（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｄｅｖｉｃｅｓ，Ｓｕｎｎｙｖａｌｅ，ＣＡ）で測定した。
【0104】
細胞内ＡＴＰアッセイ－ルシフェラーゼ－基盤のアッセイ
【0105】
細胞内ＡＴＰ含有量は、製造会社の指針によってＣｅｌｌ Ｔｉｔｅｒ ルシフェラーゼキット（Ｐｒｏｍｅｇａ）を用いたルシフェリン－ルシフェラーゼ反応で測定した。２０μｌの細胞溶解物を２０μｌのルシフェリン－ルシフェラーゼ反応緩衝液と混合し、２０℃において１０分間恒温処理した。発光信号をＬＢ ９５０１ ＬＵＭＡＴ（登録商標）発光計（Ｂｅｒｔｈｏｌｄ，Ｇｅｒｍａｎ）を用いて測定した。細胞のない培地を含む対照群ウェルの背景発光値を信号から減算（即ち、補正）した。ＡＴＰ含有量の量をタンパク質濃度に正規化した。すべてのデータを計算後、対照群の百分率として表示した。
【0106】
ミトコンドリア膜電位（ΔΨｍ）アッセイおよび反応性酸素種（ＲＯＳ）アッセイ
【0107】
ミトコンドリア膜電位をテトラメチルローダミンエチルエステル（ＴＭＲＥ，Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｐｒｏｂｅ）を使用して測定した。黒色９６－ウェル培養プレートの細胞をフェノールレッドのないＳＤＭにおいて３７℃で３０分間、２００ｎＭのＴＭＲＥおよびＨＯＥＣＨＳＴ（登録商標）３３３４２（０．５μＭ）と共に恒温処理した。
【0108】
同様に、総およびミトコンドリアＲＯＳ生成をそれぞれＣＭ－Ｈ２ＤＣＦＤＡおよびＭｉｔｏＳｏｘを使用して測定した。細胞を３７℃において１時間、１μＭのＣＭ－Ｈ２ＤＣＦＤＡまたは５μＭのＭｉｔｏＳｏｘ、および０．５μＭのＨｏｅｃｈｓｔ ３３３４２と共に恒温処理した。
【0109】
ＴＭＲＥの場合は５５０ｎｍ／５８０ｎｍ、ＭｉｔｏＳｏｘの場合は５１０ｎｍ／５８０ｎｍ、ＣＭ－Ｈ２ＤＣＦＤＡの場合は４９４ｎｍ／５２２ｎｍにおける蛍光の強さを３５５ｎｍ／４８０ｎｍにおけるＨＯＥＣＨＳＴ（登録商標）の強さによって正規化した（Ｓｐｅｃｔｒａｍａｘ Ｇｅｍｉｎｉ ＥＭ， Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｄｅｖｉｃｅｓ， Ｓｕｎｎｙｖａｌｅ， ＣＡ， ＵＳＡ）。
【0110】
結果
【0111】
３つの薬物化合物（ジョサマイシン、シプロテロン、およびシルニジピン）は保護効果を示す
【0112】
休止期ヒト神経芽細胞腫の細胞（ＳＨ－ＳＹ５Ｙ）を２０時間１ｍＭのＭＰＰ＋処理前に多様な濃度（即ち、１ｎＭ、１μＭ）のそれぞれの薬物化合物で４時間処理した。
【0113】
図１Ａ～１Ｃに図示されるように、ヒト神経芽細胞腫の細胞（ＳＨ－ＳＹ５Ｙ）において、ＭＰＰ＋誘導された細胞性およびミトコンドリア損傷は、ジョサマイシン、シプロテロンアセテート、およびシルニジピンの３つの化合物のすべてによって緩和された。具体的には、図１Ａおよび１Ｂに図示されるように、３つの化合物すべては、細胞内ＡＴＰ含有量およびＴＭＲＥ－媒介されたミトコンドリア膜電位において、ＭＰＰ＋に対する保護効果を示した。特に、大部分の化合物は、臨床試験においてミトコンドリア疾患に対する参照および治療的化合物であるホスホクレアチンと類似またはより優れた保護能力を示した。
【0114】
図１Ｃに図示されるように、３つの薬物すべては、ＭＰＰ＋－誘導された死滅に対する代謝細胞の生存力を増加させた。特に、３つの化合物すべてが、１ｎＭにおいて生存力の増加効果が統計的に有意であった。
【0115】
５つの薬物化合物（ジョサマイシン、シルニジピン、フェロジピン、トラピジル、およびメチラポン）は用量－依存的方式によって保護効果を示す
【0116】
５つの薬物化合物であるジョサマイシン、シルニジピン、フェロジピン、トラピジル、およびメチラポンを用量－依存的方式によって保護効果を検証するためにテストした（即ち、ジョサマイシンおよびシルニジピンの場合は０．００１ないし１０μＭ、フェロジピン、トラピジル、およびメチラポンの場合は０．０１ないし１００ｎＭ）。
【0117】
図２Ａおよび図２Ｂに図示されるように、すべての薬物化合物は、テストされたすべての濃度範囲にわたってそれぞれの細胞生存力および細胞内ＡＴＰ含有量において、ＭＰＰ＋に対する保護効果を示した。興味深いことに、ジョサマイシンおよびシルニジピンは、臨床試験においてミトコンドリア疾患に対する参照薬物であるホスホクレアチンよりも優れた回復能力を示した。フェロジピン、トラピジル、およびメチラポンは、臨床試験においてミトコンドリア疾患に対する他の参照薬物であるＲＴＡ４０８に類似した効果を示した。図２Ｃに図示されるように、ＭＰＰ＋によって減少したＴＭＲＥ－媒介されたミトコンドリア膜電位は、５つの薬物化合物がすべてのテストされた濃度範囲にわたって処理されるときに緩和された。
【0118】
図２Ｄおよび図２Ｅに図示されるように、ジョサマイシン、シルニジピン、フェロジピン、トラピジル、およびメチラポンの５つの薬物化合物すべては、テストされた濃度範囲においてＭＰＰ＋－病変細胞と比較して減少したＲＯＳ生産を示した。減少水準は、２つの参照試験薬物であるホスホクレアチンおよびＲＴＡ４０８の水準と類似またはこれよりも優れていた。興味深いことに、シルニジピンは、０．００１ないし１μＭの濃度においてミトコンドリアおよび細胞性ＲＯＳ生産の両方の有意な減少を示したが、ＲＯＳ生産は１０μＭにおいて顕著に増加した。
【0119】
実施形態３：ミトコンドリア疾患治療のためのＡＩ－発見薬物化合物のミトコンドリア疾患動物モデル、即ち、Ｃ．ｅｌｅｇａｎｓおよびＤ．ｒｅｒｉｏ（ゼブラフィッシュ）を用いたインビボ検証
【0120】
方法
【0121】
Ｃ．ｅｌｅｇａｎｓの寿命アッセイ－活動、死亡率、および胴体の長さ
【0122】
寿命アッセイは、ミトコンドリア複合体Ｉの突然変異、Ｃ．ｅｌｅｇａｎｓ ｇａｓ－１（ｆｃ２１）およびＣ．ｅｌｅｇａｎｓ野生型（ブリストルＮ２）において遂行した。ブリストルＮ２およびｇａｓ－１（ｆｃ２１）集団を漂白によって同期化させ、線虫飼育培地（ＮＧＭ）プレートにおいてＬ４幼虫段階に成長させた。３０－３５個のＬ４雌雄同体をＣＯＰＡＳ ＢＩＯＳＯＲＴＥＲＴＭによって２４－ウェルプレートからそれぞれのウェルに分類した。２４－ウェルプレートは、ＮＧＭ、Ｃ.ｅｌｅｇａｎｓの餌であるＥ.Ｃｏｌｉ（大腸菌）ＯＰ５０、Ｃ．ｅｌｅｇａｎｓの子孫発達を防ぐために５０μＭのフルオロデオキシウリジン（ＦＵＤＲ）、および適切な濃度の薬物化合物で構成した。
【0123】
その次に、動物の寿命にわたり連続する２つのイメージを使用する２４－ウェルプレートを、ＥＰＳＯＮ ＰＥＲＦＥＣＴＩＯＮＴＭＶ７００フラットベッドスキャナーで毎日イメージングした。スキャナからの光は、Ｃ．ｅｌｅｇａｎｓに物理的刺激を誘発し、Ｃ．ｅｌｅｇａｎｓが生きているかを決定した。それぞれのウェルのＣ．ｅｌｅｇａｎｓの動く領域を反映したそれぞれの対のイメージセットから差等イメージを計算した後、収得したイメージをヒステリシス閾値化を通じてバイナリモノクロイメージに変換した。ピクセルの違いに基づいて生成されたＷｏｒｍＳｃａｎ点数は、測定された寿命および活動値の統合測定指標である。Ｃ．ｅｌｅｇａｎｓは、動きが１０％未満の場合は死滅したものとしてスコアリングした。Ｃ．ｅｌｅｇａｎｓの胴体の長さまたは死亡率をＩｍａｇｅ Jにおいて遂行した。統計分析をＧｒａｐｈｐａｄ Ｐｒｉｓｍ Ｖ８において遂行した。
【0124】
ミトコンドリアストレスアッセイ－ＡＲＭ－６およびＨＳＰ－６蛍光法
【0125】
Ｈｓｐ－６：：ＧＦＰ誘導をＣｅｌｌ Ｉｎｓｉｇｈｔ ＣＸ５高含有量スクリーニング（ＨＣＳ）プラットフォーム（Ｔｈｅｒｍｏ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ）を使用して生きているＣ．ｅｌｅｇａｎｓ ａｒｍ－６；ｈｓｐ－６；ｇａｓ－１（ｆｃ３２）（ＡＧＨ）動物に定量化して、ミトコンドリアストレスを評価した。ｈｓｐ－6：：ＧＦＰ誘導を定量化するために、Ｃ．ｅｌｅｇａｎｓ ＡＧＨ群集を同期化し、固体ＮＧＭプレートにおいて出生からＬ１段階まで成長させた。その次に、Ｃ.ｅｌｅｇａｎｓを３８４－ウェルプレートに移し、２５μＭの薬物化合物と共に５０μＬのＥ．Ｃｏｌｉ ＯＰ５０培地において成長させた。後続的に、Ｃ．ｅｌｅｇａｎｓをＬ１からＬ４の幼虫段階までを３８４－ウェルプレートにおいて成長させた。Ｌ４段階において、Ｃ．ｅｌｅｇａｎｓを４０μＬの２．４ｍｇ／ｍＬレバミゾールで麻痺させた。生きているＣ．ｅｌｅｇａｎｓ ＡＧＨをイメージ化するために、高含有量イメージング分析を使用した。Ａｒｍ－６を胴体の大きさのマーカーとして使用し、青色蛍光誘導を３８６ｎｍの励起波長で定量化した。Ｈｓｐ－６－：：ＧＦＰ誘導は、ミトコンドリアストレスの緑色蛍光マーカーであり、４８５ｎｍの励起波長で定量化した。Ｈｓｐ－６：：ＧＦＰ誘導からの蛍光の強さをＣ．ｅｌｅｇａｎｓＡＧＨストレイン（ｓｔｒａｉｎ）の胴体の大きさに正規化して、薬物治療（ら）の有効性を分析した。統計的分析をＧｒａｐｈｐａｄ Ｐｒｉｓｍ Ｖ８において遂行した。
【0126】
ＴＭＲＥアッセイ－ミトコンドリア膜電位
【0127】
Ｃ．ｅｌｅｇａｎｓのミトコンドリア膜電位および質量の高－処理量の定量化を、ＣＯＰＡＳ Ｂｉｏｓｏｒｔｅｒを使用してＣ．ｅｌｅｇａｎｓ Ｃｏｘ－４：：ＧＦＰ（緑色蛍光タンパク質）線虫で定量化した。ミトコンドリア膜電位を赤色蛍光染料であるＴＭＲＥによって測定した。Ｃ．ｅｌｅｇａｎｓ Ｃｏｘ－４：：ＧＦＰを出生から空ベクトルおよびｇａｓ－１ ＲＮＡｉプレートにおいて同期化および成長させた。Ｌ４段階において、Ｃ．ｅｌｅｇａｎｓを薬物化合物およびＴＭＲＥを含むプレートに移し、薬物化合物およびＴＭＲＥに２４時間同時－露出させた。次いで、Ｃ．ｅｌｅｇａｎｓのＬ４段階の線虫を６ｍＬのＳ．バサルで洗浄した後、Ｓ．バサルにおいて３０分間恒温処理して、胃腸管から残留蛍光染料を除去した。ＣＯＰＡＳ Ｂｉｏｓｏｒｔｅｒを線虫細胞におけるＴＭＲＥ蛍光の相対の強さを測定するために、励起波長５６１ｎｍおよび放出フィルター６１５ｎｍを使用した。Ｃ．ｅｌｅｇａｎｓ Ｃｏｘ－４：：ＧＦＰからのＧＦＰ蛍光を、励起波長４８８ｎｍおよび放出フィルター５１０ｎｍを活用して定量化した。膜電位の強さをミトコンドリア質量の強さに正規化するために、赤色蛍光を励起波長５６１ｎｍおよび放出フィルター６２５ｎｍにおいて測定した。
【0128】
ミトコンドリア複合体ＩＶ疾患のゼブラフィッシュモデルのインビボ効能テスト－幼虫脳死、神経筋タップ／接触反応および心拍数測定
【0129】
効能テストは、野生型（ＡＢ）およびＳｕｒｆ１－／－ゼブラフィッシュに対して遂行し、ここで、ＳＵＲＦ１は、複合体ＩＶ組立因子である。ＡＢおよびＳｕｒｆ１－／－ゼブラフィッシュ胚を収集し、０日目にウェルあたり１０匹のゼブラフィッシュに分類した。次いで、ＡＢおよびＳｕｒｆ１－／－ゼブラフィッシュを漂白によって同期化し、修正後、１日（ｄｐｆ）にプロナーゼで処理した。５ｄｐｆにＡＢおよびＳｕｒｆ１－／－ゼブラフィッシュに薬物化合物（１ｎＭ－１０μＭ）を前処理した。この前処理の後、６ｄｐｆにミトコンドリア複合体ＩＶの活性阻害のためのアジ化ナトリウム（７５μＭ）と薬物化合物をＡＢゼブラフィッシュに共同処理した。Ｓｕｒｆ１－／－ゼブラフィッシュの場合には、６ｄｐｆにアジ化ナトリウム（３２．５μＭ）と薬物化合物を同時処理した。７ｄｐｆにこれらの表現型を評価した。特に、ＡＢおよびＳｕｒｆ１－／－ゼブラフィッシュを生理学的パラメータ、例えば、脳死の発達、神経筋タップおよび接触反応、ならびに心臓拍動に対するアジド－単独処置された対照群と比較して、薬物化合物およびアジドの共同－処理効果についてスコアリングした。疾患状態を示す脳細胞死滅を健康なゼブラフィッシュ幼虫においては発生しない脳領域において灰色の変色を示すゼブラフィッシュとして記録した。神経筋反応を接触反応（幼虫をプローブを用いて手動で接触させたとき）および驚愕反応（培養容器をプローブを用いて軽くタッピングしたとき）によって評価した。心臓拍動を顕微鏡の可視化によって存在または不在として記録した。
【0130】
ミトコンドリア複合体ＩＶ疾患モデルにおける効能試験－水泳活動分析
【0131】
水泳活動分析をＡＢゼブラフィッシュにおいて遂行した。胚および幼虫を２８℃に維持させた。ウェル当たり１０匹のゼブラフィッシュ胚を収集し、分類するために成体ゼブラフィッシュを分割されていない交配タンクに対で準備した。ＡＢゼブラフィッシュを５ｄｐｆに薬物化合物で前処理した後、６ｄｐｆにアジ化ナトリウム（７５μＭ）および薬物化合物で共同処理した。ＡＢゼブラフィッシュを７ｄｐｆに９６－ウェルプレートに移し、水泳活動アッセイのために条件当たり８匹のゼブラフィッシュを用いた。薬物治療を自動化されたイメージングシステムＺｅｂｒａ Ｂｏｘ（ＶｉｅｗＰｏｉｎｔ Ｌｉｆｅ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ）を使用して評価し、データをＺｅｂｒａＬａｂソフトウェア（ＶｉｅｗＰｏｉｎｔ Ｌｉｆｅ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ）を使用して収集した。ゼブラフィッシュを１０分間６０％を光に適応させて安定した活動水準を達成した後、１０分間暗黒（０％光）に露出させ、最初の５分間の運動量（ｌｏｃｏｍｏｔｉｏｎ）が最大に増加した後、漸進的に安定した水準に低下する驚愕反応を生産した。化合物の駆除を観察するために、１０分間点灯および消灯の光のサイクルを分析当たり連続３回反復した。暗黒サイクルの最初の5分間、ゼブラフィッシュの最大動きの平均値をＧｒａｐｈｐａｄ Ｐｒｉｓｍ ７．０４において分析した。
【0132】
結果
【0133】
Ｃ．ｅｌｅｇａｎｓの寿命、活動、およびインビボ成長アッセイ－トラピジルおよびメチラポン
【0134】
２つの薬物化合物であるトラピジルおよびメチラポンを、減少したミトコンドリア複合体Ｉの活性を誘発するミトコンドリア複合体Ｉサブユニット（ｎｄｕｆｓ２－/－）同型接合のミスセンス突然変異を有するＣ．ｅｌｅｇａｎｓ ｇａｓ－１（ｆｃ２１）ストレイン（ｓｔｒａｉｎ）のインビボ研究を通じてテストし、インビトロにおいて観察された容量－依存的な（即ち、１ｎＭ、１０ｎＭ、１００ｎＭ、および１μＭ）救済効果を検証した。
【0135】
図３Ａに図示されるように、Ｃ．ｅｌｅｇａｎｓ ｇａｓ－１の活動は、野生型（Ｎ２ブリストル）対照群に比べて有意に減少した一方、トラピジルは、１ｎＭ、１０ｎＭ、１００ｎＭ、および１μＭの濃度においてミトコンドリア複合体Ｉの突然変異であるｇａｓ－１（ｆｃ２１）から有益な効果を示した。図３Ｂに図示されるように、トラピジル処理されたｇａｓ－１（ｆｃ２１）線虫の生存数は、１０ｎＭ、１００ｎＭ、および１μＭの濃度において１０日目、および１ｎＭ、１００ｎＭ、および１μＭの濃度において１５日目に未処理のｇａｓ－１（ｆｃ２１）線虫の数に比べて増加した。追加として、図３Ｃに図示されるように、未処理のｇａｓ－１（ｆｃ２１）線虫の胴体の長さは、野生型（Ｎ２ブリストル)対照群に比べて有意に低下した一方、トラピジルの濃度が１ｎＭから１μＭに増加することによって漸進的に有意に回復した。
【0136】
図４Ａに図示されるように、メチラポンは、活動で１ｎＭ、１０ｎＭ、１００ｎＭ、および１μＭの濃度において、ミトコンドリア複合体Ｉの突然変異ｇａｓ－１（ｆｃ２１）線虫から有益な効果を示した。図４Ｂに図示されるように、メチラポン処理したｇａｓ－１（ｆｃ２１）線虫の生存数は、１ｎＭ、１０ｎＭ、１００ｎＭ、および１μＭの濃度において１０日および１５日目に未処理のｇａｓ－１（ｆｃ２１）線虫の数に比べて増加した。追加として、図４Ｃに図示されるように、ｇａｓ－１（ｆｃ２１）線虫の胴体の長さは、野生型（Ｎ２ブリストル）対照群に比べて有意に低下した一方、１ｎＭ、１００ｎＭ、および１μＭの濃度において統計的に有意な改善によって回復した。
【0137】
インビボミトコンドリアストレスアッセイ－ジョサマイシンおよびシルニジピン
【0138】
ジョサマイシンおよびシルニジピンは、ミトコンドリア複合体Ｉの突然変異Ｃ．ｅｌｅｇａｎｓ ｇａｓ－１（ｆｃ２１）ストレインにおいて、高いミトコンドリアストレスに対して統計的に有意に改善された救済効果を示した。具体的には、ｈｓｐ－６ｐ：：ＧＦＰ緑色蛍光レポーターを有するＣ．ｅｌｅｇａｎｓ ｇａｓ－１（ｆｃ２１）線虫をＬ１段階からＬ４段階まで２５μＭの緩衝液または薬物（ジョサマイシンおよびシルニジピン）で処理した。ジョサマイシン処理したＣ．ｅｌｅｇａｎｓ ｇａｓ－１（ｆｃ２１）線虫は、ｈｓｐ－６ｐ緑色蛍光の強さが未処理のｇａｓ－１（ｆｃ２１）線虫に比べて１２．４８％低下したものとして示され、シルニジピン処理されたｇａｓ－１（ｆｃ２１）線虫は、ｈｓｐ－６ｐ緑色蛍光の強さが未処理のｇａｓ－１（ｆｃ２１）線虫に比べて１２．０６％低下したものと示された。このようなインビボ結果は、ジョサマイシンおよびシルニジピンが遺伝子－基盤の複合体Ｉ疾患動物モデルにおいて、ミトコンドリアストレスを成功的に改善させたことを立証する（図５Ａおよび５Ｂ参照）。
【0139】
【表3】
【0140】
インビボミトコンドリア膜電位ＴＭＲＥアッセイ－シルニジピン
【0141】
インビボミトコンドリア膜電位ＴＭＲＥアッセイに使用されたＣ．ｅｌｅｇａｎｓ線虫を２４時間、２５μＭの緩衝液または薬物化合物に露出させた。図６に図示されるように、Ｃ．ｅｌｅｇａｎｓ ｇａｓ－１線虫をｇａｓ－１にコーディングするＫ０９Ａ９．５遺伝子をノックダウンするために、摂食ＲＮＡ干渉（ＲＮＡｉ）を使用して研究した。実際には、ｇａｓ－１ ＲＮＡｉ線虫は、正常なｇａｓ－１の発現を有する空ベクトルの対照群であるＬ４４４０に比べて、５８．５％程度を有意に減少したミトコンドリア膜電位を示し、これは、ｇａｓ－１において発生するミトコンドリア膜電位の有意な減少を示す。２５μＭのシルニジピン処理したｇａｓ－１ ＲＮＡｉ線虫のミトコンドリア膜電位は、未処理のｇａｓ－１ ＲＮＡｉ線虫に比べて４２．３％程度を統計的に有意に増加した（ｐ＜０．０００１）。
【0142】
ミトコンドリア複合体ＩＶ疾患のゼブラフィッシュモデルにおけるインビボ効能テスト－ジョサマイシン、シプロテロン、フェロジピン、トラピジル、およびメチラポン
【0143】
ジョサマイシンをＡＢゼブラフィッシュまたはＳｕｒｆ１－／－ゼブラフィッシュにおいて６ｄｐｆにアジ化ナトリウムと共に共同－処理し、ここで、ＳＵＲＦ１は、ミトコンドリア複合体ＩＶ組立因子であり、ＳＵＲＦ１の欠乏は、ヒトにおけるミトコンドリア疾患と関連している。図７Ａに図示されるように、ジョサマイシン処理されたＡＢゼブラフィッシュは、１ｎＭないし１００ｎＭの濃度において７５μＭのアジ化ナトリウム－誘導された動物機能障害（幼虫脳死、神経筋タップおよび接触反応の低下、および心臓拍動の不在）の予防を示した。追加として、ジョサマイシン処理されたＳｕｒｆ１－／－ゼブラフィッシュは、１ｎＭないし１μＭの濃度を通じて３２．５μＭのアジ化ナトリウム－誘導された機能障害（幼虫脳死、神経筋タップおよび接触反応の低下、および心臓拍動の不在）の回復を示した。
【0144】
図７Ｂに図示されるように、１０μＭのシプロテロンアセテートは、７５μＭのアジ化ナトリウムで処理されたＡＢゼブラフィッシュにおいてアジ化ナトリウム－誘導された動物機能障害および死滅（幼虫脳死、神経筋反応の低下、および心臓拍動の不在）を完全に予防した。追加として、１０μＭのシプロテロンアセテートは、３２．５μＭのアジ化ナトリウムで処理されたＳｕｒｆ１－／－ゼブラフィッシュにおいて、アジ化ナトリウム－誘導された機能障害（幼虫脳死、神経筋タップおよび接触反応の低下、および心臓拍動の不在）を予防した。
【0145】
フェロジピン処理されたＡＢゼブラフィッシュは、（図７Ｃに図示されるように）１００ｎＭないし１μＭの濃度においてアジ化ナトリウム－誘導された動物機能障害および死滅（幼虫脳死、神経筋タップおよび接触反応の低下、および心臓拍動の不在）を予防した。
【0146】
Ｓｕｒｆ１－／－ゼブラフィッシュを、１ｎＭないし１０μＭの濃度範囲にわたってトラピジルで処理した。図７Ｄに図示されるように、トラピジルは、１ｎＭないし１００ｎＭの濃度においてアジ化ナトリウム－誘導された動物機能障害および死滅（幼虫脳死、神経筋タップおよび接触反応の低下、および心臓拍動の不在）を予防する有益な効果を生産した。
【0147】
メチラポン処理されたＡＢゼブラフィッシュは、（図７Ｅに図示されるように）１μＭの濃度においてアジ化ナトリウム－誘導された動物機能障害（幼虫脳死、神経筋応答の低下、および心臓拍動の不在）を予防した。
【0148】
ミトコンドリア複合体ＩＶ疾患のゼブラフィッシュモデルのインビボ水泳活動分析－シプロテロンとフェロジピン
【0149】
アジ化ナトリウム処理されたＡＢゼブラフィッシュは、未処理のＡＢゼブラフィッシュに比べて５０％程度低下した水泳活動を示した。図８Ａおよび図８Ｂに図示されるように、シプロテロンアセテートおよびフェロジピン処理されたＡＢゼブラフィッシュは、それぞれ１０μＭおよび５００ｎＭの濃度においてアジ化ナトリウム処理されたＡＢゼブラフィッシュと比較して水泳活動を有意に救済した（ｐ＜０．０５）。
【0150】
実施形態４：ＡＩ－発見薬物化合物を検証するための１次ミトコンドリア疾患のヒト対象体の線維芽細胞の細胞株のＡＴＰ含有量－基盤細胞生存力アッセイ
【0151】
方法
【0152】
ヒトミトコンドリア疾患対象体の線維芽細胞の細胞株のインビトロ生存率アッセイ
【0153】
線維芽細胞の細胞株（ＦＣＬ）をフィラデルフィア児童病院のミトコンドリア医学クリニックにおいて遂行されたヒト対象体の皮膚生検から収得した。ＦＣＬは、マイコプラズマがないものとして確認された。研究された特異的細胞株は、健康な対照群に対するＱ１８８１ｐ１、ミトコンドリア複合体Ｉ欠乏疾患に対するＱ１６８７Ｆ（ＮＵＢＰＬ－／－）、ミトコンドリア複合体ＩＶ欠乏疾患に対するＱ１７７５Ｆ（Ｓｕｒｆ１－／－）を含んだ。ＦＣＬを１ｇ／Ｌ（５．５ｍＭ）のグルコースを含み、１０％のＦＢＳおよび５０μｇ／ｍＬのユリジンで補充したＤＭＥＭにおいて２４時間成長させた。培養培地をミトコンドリア欠乏細胞にストレスを加える手段として、グルコースを含まない１０％のＦＢＳおよび５０μｇ／ｍＬのユリジンが補充された１０ｍＭのガラクトース培地に交換した後、薬物化合物と７２時間共同処理した。線維芽細胞の細胞生存力を１つの９６－ウェルプレート（ｎ＝４個のウェル／条件）において、ＣｅｌｌＴｉｔｅｒ－Ｇｌｏ ２．０細胞生存力アッセイキット（Ｐｒｏｍｅｇａ）を使用して評価した。統計的分析は、Ｇｒａｐｈｐａｄ Ｐｒｉｓｍのスチューデントｔ－テストによって遂行した。
【0154】
結果
【0155】
それぞれのミトコンドリア複合体ＩまたはＩＶの欠乏障害を有するヒト対象体のＦＣＬ（Ｑ１６８７ＦまたはＱ１７７５Ｆ）は、グルコースなしで１０ｍＭのガラクトースをエネルギー源として使用したときに、減少したミトコンドリアの酸化的リン酸化力量を反映する細胞内ＡＴＰ含有量で表されるような減少した細胞生存力を有したが、これは、ＡＴＰ－生成機能がガラクトースのみに存在するときに、嫌気性解糖作用の寄与なくミトコンドリアの酸化的リン酸化機能にのみに依存するためである。
【0156】
図９ＡおよびＢに図示されるように、ミトコンドリア複合体ＩＶ欠乏を有するヒト対象体からのＦＣＬ（Ｑ１７７５Ｆ）は、それぞれ１００ｎＭのトラピジルおよびシプロテロンアセテートで処理時に、細胞生存力（総ＡＴＰ水準に基づく）において１１．６％（ｐ＝０．００４）および１３．２％（ｐ＝０．００１）の統計的に有意な改善を有した。さらに、１００ｎＭのトラピジルは、重症のミトコンドリア複合体Ｉの欠乏障害を有するヒト対象体からのＦＣＬ（Ｑ１６８７Ｆ）の細胞生存力において６．５％（ｐ＝０．０５８）改善され、統計的にわずかではあるが有意な効力を有した。
【0157】
要約
【0158】
本発明者は、ＭＰＰ＋－露出されたＳＨ－ＳＹ５Ｙヒト細胞モデルを使用して、薬理学的毒素によって阻害されたミトコンドリア機能を好転させるためにスタンダイムのＡＩ技術を通じて選択された６つの薬物化合物の効能を検証した。ナノモル範囲の処理において、６つの薬物化合物は、増加した生存能力および好転したミトコンドリア活性、例えば、向上した細胞代謝生存力、増加した細胞内ＡＴＰ含有量、増加したミトコンドリア膜電位、および減少したミトコンドリア内ＲＯＳまたは細胞内ＲＯＳを示した。ミトコンドリア疾患に対する予想効能も、薬理学的ストレス源（例えば、アジ化ナトリウム）および遺伝的モデル、例えば、Ｃ．ｅｌｅｇａｎｓ ｇａｓ－１（ｆｃ２１）およびＤ.ｒｅｒｉｏ Ｓｕｒｆ１－／－とヒトミトコンドリア疾患対象体の１次線維芽細胞の細胞株を使用したインビボ動物研究を使用して検証した。ジョサマイシン、シルニジピン、トラピジル、およびメチラポンは、Ｃ.ｅｌｅｇａｎｓ ｇａｓ－１（ｆｃ２１）およびｇａｓ－１ ＲＮＡ干渉ノックダウンミトコンドリア複合体Ｉ疾患モデルに対して、寿命、水泳活動、成長、およびミトコンドリア膜電位およびミトコンドリアストレスを含むインビボミトコンドリア機能の多様な形態の水準において有意かつ有益な効果を示した。アジ化ナトリウムが阻害されたミトコンドリア複合体ＩＶゼブラフィッシュモデルまたはＳｕｒｆ１－／－遺伝子突然変異ゼブラフィッシュモデルにおいては、ジョサマイシン、シプロテロン、フェロジピン、トラピジル、またはメチラポンで処理したときに、有意に改善された水泳活動、脳死予防、神経筋機能、および心臓拍動の維持を示した。驚くことに、シプロテロンおよびトラピジルは、ヒトミトコンドリア複合体ＩＶ疾患対象体の１次線維芽細胞の細胞株の長期間の代謝ストレス下において、生存に統計的に有意かつ有益な効果を示し、ミトコンドリア疾患を有する患者に有望な治療効果を示す。総体的かつ進化的に区別される２つ以上の異なる種のミトコンドリア疾患モデルにおいて、効能が交差検証されたこの６つの市販される薬物化合物は、現在、ＦＤＡに承認された効果的な治療療法が存在しないヒトミトコンドリア疾患に有益なものである。このような結果は、本願において論じた活性化合物がヒトミトコンドリア疾患の患者を治療し／するか、ミトコンドリア疾患の患者の細胞および組織において、インビボミトコンドリア機能を向上させることに有用なものであることを示す。
【0159】
現在、開示された主題およびこの利点が詳細に記載されたが、本発明の思想および範疇を逸れずに多様な変化、対峙、および変更が本願においてなされ得ることを理解しなければならない。さらに、本出願の範疇は、本明細書に記載された工程、機械、製造、および物質の組成、手段、方法、および段階の特定実施形態に制限されるものとして意図されない。当業者は、現在開示された主題、工程、機械、製造、物質の組成、手段、方法、または段階の発明から容易に認識できるように、本願に記載された相応の実施形態と実質的に同一の機能を遂行するか、実質的に同一の結果を達成する、現在存在するか、今後開発されることが現在開示された主題によって活用され得る。したがって、添付された請求の範囲は、このような工程、機械、製造、物質の組成、手段、方法、または段階のような範疇内に含まれるものとして意図される。
【0160】
多様な特許、特許出願、公開物、製品説明、プロトコル、および序列受託番号が本出願全体に引用され、これらの発明は、すべての目的のためにその全体が参照として本願に援用される。
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図2D】
【図2E】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図5A】
【図5B】
【図6】
【図7A】
【図7B】
【図7C】
【図7D】
【図7E】
【図8A】
【図8B】
【図9A】
【図9B】
【国際調査報告】